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64. (69.) Jahrgang Hannover, den 7. 3. 2014 Nummer 10 a
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zurListe der Technischen Baubestimmungen
— Fassung Dezember 2013 —
DIN 1045-4
DIN 1054/A1
DIN EN 206-9
DIN EN 1992-1-1/NA Berichtigung 1
DIN EN 1999-1-3
DIN EN 1999-1-3/NA
DIN EN 14992
Richtlinie für Windenergieanlagen
Bauaufsichtliche Richtlinie über die Lüftungfensterloser Küchen, Bäder und Toilettenräume in Wohnungen
DAfStb-Richtlinie „Selbstverdichtender Beton“
DAfStb-Richtlinie „Stahlfaserbeton“
DAfStb-Richtlinie „Herstellung und Verwendungvon zementgebundenem Vergussbeton und Vergussmörtel“
Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
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Inhalt:
— DIN 1045-4: Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton — Teil 4: Ergänzende Regeln für die Herstellung und dieKonformität von Fertigteilen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
21— DIN 1054/A1: Baugrund — Sicherheitsnachweise im Erd- und Grundbau — Ergänzende Regelungen zu DIN EN 1997-1:2010;
Änderung A1: 2012 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
25— DIN EN 206-9: Beton — Teil 9: Ergänzende Regeln für selbstverdichtenden Beton (SVB) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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— DIN EN 1992-1-1/NA Nationaler Anhang — National festgelegte Parameter — Berichtigung 1: Eurocode 2: Bemessungund Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken — Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln fürden Hochbau, Berichtigung zu DIN EN 1992-1-1/NA:2011-01. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
67— DIN EN 1999-1-3: Eurocode 9: Bemessung und Konstruktion von Aluminiumtragwerken — Teil 1-3: Ermüdungsbean-
spruchte Tragwerke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
189— DIN EN 1999-1-3/NA: Nationaler Anhang — National festgelegte Parameter — Eurocode 9: Bemessung und Konstruktion
von Aluminiumtragwerken — Teil 1-3: Ermüdungsbeanspruchte Tragwerke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
197— DIN EN 14992: Betonfertigteile — Wandelemente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
237— Richtlinie für Windenergieanlagen; Einwirkungen und Standsicherheitsnachweise für Turm und Gründung; Fassung
Oktober 2012 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
283— Bauaufsichtliche Richtlinie über die Lüftung fensterloser Küchen, Bäder und Toilettenräume in Wohnungen . . . . . . . . . .
287— DAfStb-Richtlinie „Selbstverdichtender Beton (SVB-Richtlinie)“; Ausgabe September 2012; Teile 1 bis 3 . . . . . . . . . . . . . .
305— DAfStb-Richtlinie „Stahlfaserbeton“; Ausgabe November 2012; Teile 1 bis 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
353— DAfStb-Richtlinie „Herstellung und Verwendung von zementgebundenem Vergussbeton und Vergussmörtel“; Ausgabe
November 2011 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Die hier abgedruckten Technischen Baubestimmungen sind nur in Verbindung mit dem RdErl. des MS vom 30. 12. 2013 (Nds.MBl. S. 211) zu verwenden.
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DIN 1045-4:2012-02
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Inhalt Seite
Vorwort ........................................................................................................................................................... 3
1 Anwendungsbereich ........................................................................................................................ 4
2 Normative Verweisungen ................................................................................................................. 4
3 Begriffe .............................................................................................................................................. 6
4 Anforderungen .................................................................................................................................. 6 4.1 Anforderungen an die Baustoffe ..................................................................................................... 6 4.1.1 Allgemeines ....................................................................................................................................... 6 4.1.2 Ausgangsstoffe für Beton ................................................................................................................ 6 4.1.3 Betonstahl ......................................................................................................................................... 7 4.1.4 Spannstahl ......................................................................................................................................... 7 4.1.5 Einbauteile und Verbindungsmittel ................................................................................................ 7 4.2 Anforderungen an die Herstellung.................................................................................................. 7 4.2.1 Herstellung des Betons .................................................................................................................... 7 4.2.2 Festbeton ........................................................................................................................................... 7 4.2.3 Bewehrung ........................................................................................................................................ 7 4.3 Anforderungen an das Endprodukt ................................................................................................ 8 4.3.1 Geometrische Eigenschaften .......................................................................................................... 8 4.3.2 Oberflächenbeschaffenheit ............................................................................................................. 8 4.3.3 Mechanische Festigkeit ................................................................................................................... 8 4.3.4 Feuerwiderstand und Brandverhalten ............................................................................................ 8 4.3.5 Schallschutztechnische Eigenschaften ......................................................................................... 8 4.3.6 Wärmeschutztechnische Eigenschaften ........................................................................................ 8 4.3.7 Dauerhaftigkeit .................................................................................................................................. 8 4.3.8 Sonstige Anforderungen .................................................................................................................. 8
5 Prüfverfahren .................................................................................................................................. 10 5.1 Betonprüfungen .............................................................................................................................. 10 5.2 Bestimmung der Maße und der Oberflächenbeschaffenheit ..................................................... 10 5.3 Gewicht der Fertigteile ................................................................................................................... 10
6 Konformitätsbewertung ................................................................................................................. 10 6.1 Allgemeines ..................................................................................................................................... 10 6.1.1 Allgemeine Anmerkung .................................................................................................................. 10 6.1.2 Nachweis der Übereinstimmung ................................................................................................... 10 6.1.3 Beurteilung der Übereinstimmung ................................................................................................ 10 6.2 Typprüfung ...................................................................................................................................... 12 6.3 Werkseigene Produktionskontrolle .............................................................................................. 12 7 Kennzeichnung ............................................................................................................................... 12
8 Technische Dokumentation ........................................................................................................... 12
Anhang A (normativ) ................................................................................................................................... 13 A.1 Prüfung der Ausrüstung ................................................................................................................ 13 A.2 Baustoffprüfung .............................................................................................................................. 16 A.3 Prüfung der Herstellung ................................................................................................................. 16 A.4 Prüfung des Endprodukts .............................................................................................................. 18 A.5 Regeln für Verfahrenswechsel ...................................................................................................... 19
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DIN 1045-4:2012-02
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Vorwort
Diese Norm wurde vom Arbeitsausschuss NA 005-07-08 AA „Betonfertigteile“ im Normenausschuss Bauwesen (NABau) erstellt.
ANMERKUNG Um die Anwendung dieses Dokuments zu erleichtern, entspricht die Abschnittsnummerierung der von DIN EN 13369. Um dies zu gewährleisten, beinhaltet dieses Dokument Abschnitte ohne inhaltliche Festlegungen. Diese Abschnitte sind für den Anwendungszweck des vorliegenden Dokuments nicht relevant und enthalten einen Hinweis auf diese Anmerkung.
Soweit DIN EN 206-1 in Bezug genommen wird, sind zusätzlich DIN EN 206-1/A1:2004-10 und DIN EN 206-1/A2:2005-09 sowie die Anwendungsregeln nach DIN 1045-2:2008-08 zu beachten.
Soweit DIN EN 13670 in Bezug genommen wird, sind zusätzlich die Anwendungsregeln nach DIN 1045-3 zu beachten.
Soweit DIN EN 13369 in Bezug genommen wird, sind zusätzlich DIN EN 13369/A1:2006-09 und DIN EN 13369 Berichtigung 1:2007-05 sowie die Anwendungsregeln nach DIN V 20000-120 zu beachten.
Soweit DIN EN 1992-1-1 bzw. DIN EN 1992-1-2 in Bezug genommen werden, sind zusätzlich die Regelungen in den Nationalen Anhängen DIN EN 1992-1-1/NA bzw. DIN EN 1992-1-2/NA zu beachten.
Änderungen
Gegenüber DIN 1045-4:2001-07 wurden folgende Änderungen vorgenommen:
a) Anpassung an die europäischen Normen DIN EN 1992-1-1, DIN EN 13369 und DIN EN 13670.
b) Gliederung von DIN EN 13369 übernommen.
c) Neuer normativer Anhang A „Prüfpläne“.
Frühere Ausgaben
DIN 1045: 1925-09, 1932-04, 1937-05, 1943xxx-04, 1959-11, 1972-01, 1978-12, 1988-07 DIN 1084-2: 1972-02, 1978-12 DIN 1045-4: 2001-07
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1 Anwendungsbereich
Diese Norm gilt für die Herstellung und Konformität von Betonfertigteilen, die nach DIN EN 1992-1-1 in Verbindung mit DIN EN 1992-1-1/NA entworfen und bemessen sind und für die Beton nach DIN EN 206-1 in Verbindung mit DIN 1045-2 verwendet wird. Sie enthält ergänzende Regeln für diejenigen Fertigteile, die in den europäischen Produktnormen für Betonfertigteile nicht enthalten sind. Wenn eine spezielle Produktnorm vorliegt, hat diese Produktnorm Vorrang gegenüber der vorliegenden Norm.
Baustellengefertigte Fertigteile sind keine Fertigteile im Sinn dieser Norm.
2 Normative Verweisungen
Die folgenden zitierten Dokumente sind für die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschließlich aller Änderungen).
DIN 1045-2:2008-08, Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton — Teil 2: Beton — Festlegungen, Eigenschaften, Herstellung und Konformität - Anwendungsregeln zu DIN EN 206-1.
E DIN 1045-3, Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton — Teil 3: Bauausführung — Nationaler Anhang zu DIN EN 13670
DIN 4102-4, Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen; Zusammenstellung und Anwendung klassifizierter Baustoffe, Bauteile und Sonderbauteile
DIN 4102-4/A1:2004-11, Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen; Zusammenstellung und Anwendung klassifizierter Baustoffe, Bauteile und Sonderbauteile; Änderung A1
DIN 4102-22:2004-11, Brandverhalten von Baustoffen und Bauteilen — Teil 22: Anwendungsnorm zu DIN 4102-4 auf der Bemessungsbasis von Teilsicherheitsbeiwerten
DIN 13055-1, Leichte Gesteinskörnungen — Teil 1: Leichte Gesteinskörnungen für Beton, Mörtel und Einpressmörtel; Deutsche Fassung EN 13055-1:2002
DIN 18200, Übereinstimmungsnachweis für Bauprodukte — Werkseigene Produktionskontrolle, Fremdüber- wachung und Zertifizierung von Produkten
DIN 18203-1, Toleranzen im Hochbau — Teil 1: Vorgefertigte Teile aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton
DIN V 20000-120, Anwendung von Bauprodukten in Bauwerken — Teil 120: Anwendungsregeln zu DIN EN 13369
DIN 488 (alle Teile), Betonstahl
DIN EN 206-1:2001-07, Beton — Teil 1: Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität; Deutsche Fassung EN 206-1:2000
DIN EN 933-1, Prüfverfahren für geometrische Eigenschaften von Gesteinskörnungen — Teil 1: Bestimmung der Korngrößenverteilung - Siebverfahren; Deutsche Fassung EN 933-1:1997 + A1:2005
DIN EN 934-2, Zusatzmittel für Beton, Mörtel und Einpressmörtel — Teil 2: Betonzusatzmittel — Definitionen, Anforderungen, Konformität, Kennzeichnung und Beschriftung; Deutsche Fassung EN 934-2:2009
DIN EN 1008, Zugabewasser für Beton — Festlegung für die Probenahme, Prüfung und Beurteilung der Eignung von Wasser, einschließlich bei der Betonherstellung anfallendem Wasser, als Zugabewasser für Beton; Deutsche Fassung EN 1008:2002
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DIN 1045-4:2012-02
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DIN EN 1097-3, Prüfverfahren für mechanische und physikalische Eigenschaften von Gesteinskörnungen — Teil 3: Bestimmung von Schüttdichte und Hohlraumgehalt; Deutsche Fassung EN 1097-3:1998
DIN EN 1097-6, Prüfverfahren für mechanische und physikalische Eigenschaften von Gesteinskörnungen — Teil 6: Bestimmung der Rohdichte und der Wasseraufnahme; Deutsche Fassung EN 1097-6:2000 + AC:2002 + A1:2005
DIN EN 1992-1-1:2011-01, Eurocode 2 Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontrag- werken — Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau
DIN EN 1992-1-1/NA:2011-01, Nationaler Anhang — National festgelegte Parameter — Eurocode 2: Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken — Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau
DIN EN 1992-1-2:2010-12, Eurocode 2 Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontrag- werken — Teil 1-2: Allgemeine Regeln — Tragwerksbemessung für den Brandfall
DIN EN 1992-1-2/NA:2010-12, Nationaler Anhang — National festgelegte Parameter — Eurocode 2: Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken — Teil 1-2: Allgemeine Regeln —Tragwerksbemessung für den Brandfall
DIN EN 12350-4, Prüfung von Frischbeton — Teil 4: Verdichtungsmaß; Deutsche Fassung EN 12350-4:2009
DIN EN 12350-5, Prüfung von Frischbeton — Teil 5: Ausbreitmaß; Deutsche Fassung EN 12350-5:2009
DIN EN 12350-7, Prüfung von Frischbeton — Teil 7: Luftgehalt — Druckverfahren; Deutsche Fassung EN 12350-7:2009
DIN EN 12390-2, Prüfung von Festbeton — Teil 2: Herstellung und Lagerung von Probekörpern für Festig- Festigkeitsprüfungen; Deutsche Fassung EN 12390-2:2009
DIN EN 12390-3, Prüfung von Festbeton — Teil 3: Druckfestigkeit von Probekörpern; Deutsche Fassung EN 12390-3:2009
DIN EN 12390-7, Prüfung von Festbeton — Teil 7: Dichte von Festbeton; Deutsche Fassung EN 12390-7:2009
DIN EN 12504-1, Prüfung von Beton in Bauwerken — Teil 1: Bohrkernproben — Herstellung, Untersuchung und Prüfung der Druckfestigkeit; Deutsche Fassung EN 12504-1:2009
DIN EN 12504-2, Prüfung von Beton in Bauwerken — Teil 2: Zerstörungsfreie Prüfung; Bestimmung der Rückprallzahl; Deutsche Fassung EN 12504-2:2001
DIN EN 12620, Gesteinskörnungen für Beton; Deutsche Fassung EN 12620:2002+A1:2008.
DIN EN 13369:2004-09, Allgemeine Regeln für Betonfertigteile
DIN EN 13670:2011-03, Ausführung von Tragwerken aus Beton
DIN EN 13791, Bewertung der Druckfestigkeit von Beton in Bauwerken oder in Bauwerksteilen; Deutsche Fassung EN 13791:2007
DIN EN ISO 17660-1, Schweißen — Schweißen von Betonstahl — Teil 1: Tragende Schweißverbindungen (ISO 17660-1:2006); Deutsche Fassung EN ISO 17660-1:2006
DIN EN ISO 17660-2, Schweißen — Schweißen von Betonstahl — Teil 2: Nichttragende Schweißverbindungen (ISO 17660-2:2006); Deutsche Fassung EN ISO 17660-2:2006
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DAfStb-Richtlinie zur Wärmebehandlung von Beton1).
DAfStb-Richtlinie für Beton nach DIN EN 206-1 und DIN 1045-2 mit rezyklierten Gesteinskörnungen nach DIN EN 126201)
DAfStb-Richtlinie „Vorbeugende Maßnahmen gegen schädigende Alkalireaktion im Beton“ (Alkali-Richtlinie) 1)
VDI/BV-BS-Richtlinie 6205, Blätter 1 bis 3 Transportanker und Transportankersysteme für Betonfertigteile (Entwurf) 1)
3 Begriffe
Für die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe:
3.1 Herstellung von Fertigteilen die Herstellung von Fertigteilen im Sinne dieser Norm umfasst z.B. Formenbau, Bewehren, Betonieren, Nachbehandeln, Lagern.
3.2 Normalbeton Beton mit einer Trockenrohdichte von mehr als 2 000 kg/m3, höchstens aber 2 600 kg/m3
3.3 Leichtbeton gefügedichter Beton mit einer Trockenrohdichte von nicht weniger als 800 kg/m3 und nicht mehr als 2 000 kg/m3, hergestellt unter Verwendung von grober leichter Gesteinskörnung
3.4 Schwerbeton Beton mit einer Trockenrohdichte von mehr als 2 600 kg/m3
3.5 Transportanker Stahlteil, das vor dem Betonieren in die Schalung eingebracht und einbetoniert wird, im Betonfertigteil verbleibt und ausschließlich als Anschlagpunkt zum Befestigen des Betonfertigteils direkt am Tragmittel des Hebezeugs oder unter Zwischenschaltung eines Lastaufnahme- oder Anschlagmittels am Hebezeug bestimmt ist und keine Funktion im eingebauten Zustand des Bauteils übernimmt
4 Anforderungen
4.1 Anforderungen an die Baustoffe
4.1.1 Allgemeines
Die Anmerkung im Vorwort dieses Dokuments gibt Hinweise zu diesem Abschnitt.
4.1.2 Ausgangsstoffe für Beton
4.1.2.1 Allgemeines
Es gilt DIN EN 206-1:2001-07, 5.1.
Das Größtkorn der Gesteinskörnung sollte 32 mm nicht überschreiten.
1) Zu beziehen durch Beuth-Verlag GmbH, Berlin
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4.1.2.2 Rezyklierte Gesteinskörnungen
Es gilt DIN EN 12620 in Verbindung mit der DAfStb-Richtlinie „Beton nach DIN EN 206-1 und DIN 1045-2 mit rezyklierten Gesteinskörnungen nach DIN EN 12620“.
4.1.3 Betonstahl
Es gilt DIN EN 1992-1-1:2011-01, 3.2.
4.1.4 Spannstahl
Es gilt DIN EN 1992-1-1:2011-01, 3.2.
4.1.5 Einbauteile und Verbindungsmittel
(1) Es gilt DIN EN 13670:2011-03, 9.6.3.
(2) Falls für den Transport, die Montage und die Verbindung von Fertigteilen (z. B. die Verbindung der Schichten von Sandwichtafeln) Einbauteile verwendet werden, die über allgemeine bauaufsichtliche Zulassungen verfügen, müssen die Zulassungen vor der Produktion der Fertigteile an der Verwendungsstelle vorliegen.
ANMERKUNG Einbau und Verwendung von Transportankern und Transportankersystemen sind in der VDI/BV-BS-Richtlinie 6205 „Transportanker und Transportankersysteme für Betonfertigteile“ geregelt.
4.2 Anforderungen an die Herstellung
4.2.1 Herstellung des Betons
4.2.1.1 Allgemeines
Für die Herstellung des Betons gilt DIN EN 206-1.
4.2.1.2 Einbringen und Verdichten des Betons
Es gilt DIN EN 13670:2011-03, 8.4.
4.2.1.3 Nachbehandlung
Es gilt DIN EN 13670:2011-03, 8.5.
4.2.1.4 Beschleunigte Hydratation durch Wärmebehandlung
Es gilt die DAfStb-Richtlinie zur Wärmebehandlung von Beton.
4.2.1.5 Entformen
Beim Entformen der Fertigteile muss die mittlere Druckfestigkeit des Betons fcm mindestens 15 N/mm2 betragen, sofern die Zulässigkeit einer geringeren Druckfestigkeit nicht nachgewiesen wird.
4.2.2 Festbeton
Es gilt DIN EN 206-1:2001-07, 5.5.
4.2.3 Bewehrung
Für das Bewehren und das Vorspannen gilt DIN EN 13670.
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4.3 Anforderungen an das Endprodukt
4.3.1 Geometrische Eigenschaften
Es gilt DIN EN 13369:2004-09, 4.3.1
ANMERKUNG Anforderungen an Herstellungstoleranzen können ggf. nach DIN 18203-1 festgelegt werden. Bei Einhaltung der in DIN 18203-1 genannten Toleranzen kann von einer ausreichenden Maßgenauigkeit im Sinne von DIN EN 13369, 4.3.1 ausgegangen werden.
4.3.2 Oberflächenbeschaffenheit
Die Anmerkung im Vorwort dieses Dokuments gibt Hinweise zu diesem Abschnitt.
4.3.3 Mechanische Festigkeit
Es gilt DIN EN 1992-1-1.
4.3.4 Feuerwiderstand und Brandverhalten
(1) Für die Bemessung im Brandfall gilt DIN EN 1992-1-2.
(2) Ergänzende Regelungen nach DIN 4102 Teil 4 in Verbindung mit DIN 4102-4/A1 und DIN 4102-22 sind zu beachten, sofern DIN EN 1992-1-2 dazu keine Angaben enthält.
4.3.5 Schallschutztechnische Eigenschaften
Die Anmerkung im Vorwort dieses Dokuments gibt Hinweise zu diesem Abschnitt.
4.3.6 Wärmeschutztechnische Eigenschaften
Die Anmerkung im Vorwort dieses Dokuments gibt Hinweise zu diesem Abschnitt.
4.3.7 Dauerhaftigkeit
Es gilt DIN EN 1992-1-1.
4.3.8 Sonstige Anforderungen
4.3.8.1 Auslieferung, Transport und Lagerung
(1) Fertigteile mit Beschädigungen, die die Standsicherheit, Gebrauchstauglichkeit und Dauerhaftigkeit gefährden, sind entsprechend zu kennzeichnen und dürfen nicht ausgeliefert werden.
(2) Für den Transport und die Lagerung der Fertigteile hat der Hersteller detaillierte Maßnahmen festzulegen, um transportbedingte Schädigungen zu vermeiden.
4.3.8.2 Anforderungen an die technische und personelle Ausstattung
4.3.8.2.1 Technische Ausstattung
(1) Für die Herstellung müssen überdachte Flächen vorhanden sein, soweit nicht Formen verwendet werden, die den Beton vor ungünstiger Witterung schützen.
(2) Bei Außentemperaturen unter + 5 °C müssen für die Herstellung und die erforderliche Nachbehandlung von Fertigteilen allseitig geschlossene Räume vorhanden sein, die so temperiert sind, dass die Umge-bungstemperatur dauernd mindestens + 5 °C beträgt.
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(3) Für die Anforderungen an die Ausstattung mit Fertigungseinrichtungen und Prüfeinrichtungen für die Betonherstellung gilt DIN EN 206-1.
4.3.8.2.2 Technischer Werkleiter
(1) Das Werk muss von einem Technischen Werkleiter geführt werden, der für die aufgeführten Aufgaben die erforderliche Fachkompetenz besitzt. Der Werkleiter oder ein von ihm beauftragter fachkundiger Vertreter muss während der Arbeiten im Werk anwesend sein. Er hat für die ordnungsgemäße Herstellung der Fertigteile nach den bautechnischen Unterlagen zu sorgen.
(2) Aufgaben des Technischen Werkleiters sind u. a.:
Auswahl geeigneter Formen (Schalungen),
Prüfung der Übereinstimmung der verwendeten Baustoffe und Einbauteile mit den Angaben der bautechnischen Unterlagen,
Wahl des richtigen Zeitpunktes für das Ausschalen,
Vermeiden von Überlastung fertiger Bauteile,
Einbau vorübergehender Sicherheitsmaßnahmen,
Sicherstellung der ordnungsgemäßen Zwischenlagerung.
(3) Der Technische Werkleiter hat weiterhin dafür zu sorgen, dass
die Anforderungen nach Abschnitt 4 erfüllt werden,
nur Fertigteile das Werk verlassen, die ausreichend erhärtet und nach Abschnitt 7 gekennzeichnet sind,
die Lieferscheine alle Angaben nach Abschnitt 7 enthalten.
4.3.8.2.3 Sonstiges Personal
(1) Das mit der Herstellung und der Produktionskontrolle von Betonfertigteilen befasste Personal muss hierzu ausreichende Fachkenntnisse besitzen. Dies gilt insbesondere für Betonfertigteile, die hinsichtlich der Herstellung besonders hohe Anforderungen darstellen.
(2) Sachdienliche Aufzeichnungen über Schulung und Erfahrung des in die Produktion und in die Produktionskontrolle eingebundenen Personals sind vorzuhalten.
(3) Für die Herstellung von Fertigteilen aus hochfestem Beton nach DIN EN 206-1 darf der Technische Werkleiter nur solche Fachkräfte einsetzen, die bereits an der Verarbeitung und Nachbehandlung von Beton mindestens der Festigkeitsklassen C30/37 bzw. Leichtbeton LC30/33 verantwortlich beteiligt gewesen sind. Dieses Personal ist regelmäßig besonders zu schulen. Die besondere Schulung ist zu dokumentieren.
4.3.8.2.4 Ständige WPK-Prüfstelle
(1) Jedes Herstellwerk muss über eine Stelle verfügen, die sich mit der Werkseigenen Produktionskontrolle (WPK) nach 6.3 befasst.
(2) Für die Anforderungen an die ständige Betonprüfstelle siehe E DIN 1045-3:2011-01, NA.C.
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5 Prüfverfahren
5.1 Betonprüfungen
(1) Es gilt DIN EN 206-1.
(2) Die Betonfestigkeit ist an repräsentativen Probekörpern nach DIN EN 12390-2, DIN EN 12390-3 und DIN EN 12504-1 in Verbindung mit DIN EN 13791 zu prüfen. Die Druckfestigkeit darf auch zerstörungsfrei mit dem Rückprallhammer nach DIN EN 12504-2 bestimmt werden.
5.2 Bestimmung der Maße und der Oberflächenbeschaffenheit
Es gilt DIN EN 13369:2004-09, 5.2.
5.3 Gewicht der Fertigteile
Es gilt DIN EN 13369:2004-09, 5.3.
6 Konformitätsbewertung2)
6.1 Allgemeines
6.1.1 Allgemeine Anmerkung
Die Anmerkung im Vorwort dieses Dokuments gibt Hinweise zu diesem Abschnitt.
6.1.2 Nachweis der Übereinstimmung
Es gilt DIN EN 13369:2004-09, 6.1.2.
6.1.3 Beurteilung der Übereinstimmung
6.1.3.1 Aufgaben des Herstellers
(1) Der Hersteller ist für die Beurteilung der Konformität der Fertigteile mit den bautechnischen Unterlagen und den Anforderungen dieser Norm verantwortlich.
(2) Hierfür muss der Hersteller die folgenden Aufgaben durchführen:
Die Erstprüfung des Betons, falls erforderlich (siehe DIN EN 206-1).
Die werkseigene Produktionskontrolle (siehe Abschnitt 6.3).
6.1.3.2 Überwachung und Zertifizierung der Fertigteile durch eine anerkannte Stelle
(1) In jedem Herstellwerk, in dem Fertigteile nach dieser Norm hergestellt werden, ist die Herstellung der Fertigteile und die Werkseigene Produktionskontrolle durch eine anerkannte Überwachungsstelle zu überwachen und die Übereinstimmung der Fertigteile mit den technischen Regeln zu zertifizieren.
2) Die in dieser Norm enthaltenen Bestimmungen für den Konformitätsnachweis gelten als Bestimmungen für den Übereinstimmungsnachweis nach den Landesbauordnungen.
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(2) Die Aufgaben der anerkannten Stelle bei der Überwachung der Herstellung und der Werkseigenen Produktionskontrolle ergeben sich im Allgemeinen aus DIN 18200, insbesondere zur Art und Häufigkeit der Fremdüberwachung sowie zur Probennahme und zum Überwachungsbericht. Für die Herstellung des Betons ergeben sich die Aufgaben der anerkannten Stelle aus DIN EN 206-1.
(3) Das Unternehmen hat der fremdüberwachenden Stelle schriftlich mitzuteilen:
die ständige Betonprüfstelle mit Angabe des Prüfstellenleiters;
einen Wechsel des Leiters der Betonprüfstelle;
die lnbetriebnahme des Fertigteilwerkes mit Angabe des technischen Werkleiters;
einen Wechsel des technischen Werkleiters;
die vorgesehenen Betonsorten – gegebenenfalls Beton mit besonderen Eigenschaften – sowie die Aufnahme neuer Betonsorten in die Fertigung;
wesentliche Änderungen oder Ergänzungen der Betriebseinrichtungen;
die Aufnahme neuer Fertigungen, die über den Rahmen der bisherigen Fertigung hinausgehen.
(4) Der Prüfbeauftragte hat Einblick zu nehmen insbesondere in
die Aufzeichnungen der Ergebnisse der werkseigenen Produktionskontrolle;
weitere zugehörige Unterlagen, wie genehmigte bautechnische Unterlagen, Zulassungsbescheide, Prüfbescheide;
die Mischanweisungen beim Mischerführer;
die Lieferscheine.
(5) Der Prüfbeauftragte kann Überprüfungen durchführen bzw. durchführen lassen; insbesondere kommen folgende Überprüfungen in Betracht:
Beschaffenheit und Lagerung der Baustoffe;
maschinelle und gerätemäßige Ausstattung des Werkes sowie die Funktionsfähigkeit der Maschinen und Gerate;
Frischbetoneigenschaften;
die Maße der Fertigteile;
die Dicke und Art der einzelnen Schichten bei mehrschichtigen Fertigteilen;
die Bewehrung nach Anzahl der Stäbe, Art, Durchmesser, Lage und Anordnung, Biegeradius, Werkkennzeichen;
Probekörperherstellung zur Ermittlung von Festbetoneigenschaften, z. B. Druckfestigkeit, gegebenenfalls Trockenrohdichte bei Leichtbeton und in Ergänzung dazu vergleichsweise die Betonfestigkeit der fertigen Teile durch zerstörungsfreie Prüfung;
die Kennzeichnung der fertigen Teile;
gegebenenfalls die Prüfung fertiger Teile (Probebelastung);
gegebenenfalls Kontrolle, ob das Fachpersonal über seine Verpflichtungen regelmäßig unterrichtet wurde;
Maßnahmen zur Verarbeitung und Nachbehandlung des Betons und zur Herstellung, Lagerung und zum Transport der Fertigteile.
(6) In Zweifelsfallen hat der Prüfbeauftragte weitere Überprüfungen durchzuführen.
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6.2 Typprüfung
Die Anmerkung im Vorwort dieses Dokuments gibt Hinweise zu diesem Abschnitt.
6.3 Werkseigene Produktionskontrolle
(1) Für die Prüfung der Ausrüstung gelten die Angaben in Anhang A.1. Für Baustoffprüfungen gelten die Angaben in Anhang A.2. Für die Prüfung der Herstellung gelten die Angaben in Anhang A.3. Für die Prüfung der Endprodukte gelten die Angaben in Anhang A.4. Für Verfahrenswechsel gelten die Angaben in Anhang A.5.
(2) Wird Transportbeton zur Herstellung von Fertigteilen verwendet, sind für den Transportbeton die Bestimmungen nach DIN EN 206-1 zu beachten. Bezüglich der Annahmeprüfungen bei der Übergabe des Transportbetons im Fertigteilwerk gelten die Festlegungen nach DIN EN 13670
.
7 Kennzeichnung
(1) Auf jedem Fertigteil sind deutlich lesbar das Herstellwerk, der Herstellungstag und das Übereinstimmungszeichen anzugeben. Abkürzungen sind zulässig. Die Einbaulage ist zu kennzeichnen, wenn Verwechslungsgefahr besteht. Fertigteile von gleichen äußeren Maßen, aber mit unterschiedlicher Bewehrung, Betonfestigkeitsklasse oder Betondeckung, sind entsprechend zu kennzeichnen
(2) Dürfen Fertigteile nur in bestimmter Lage, z. B. nicht auf der Seite liegend, befördert werden, so ist hierauf in geeigneter Weise, z. B. durch Aufschriften, hinzuweisen.
(3) Jeder Lieferung von Fertigteilen ist ein nummerierter Lieferschein beizugeben.
(4) Der Lieferschein muss mindestens die folgenden Angaben enthalten:
Herstellwerk,
Übereinstimmungszeichen,
Tag der Lieferung,
Empfänger der Lieferung,
Druckfestigkeitsklasse des verwendeten Betons,
Eigengewicht des Fertigteils,
Betonstahlsorte,
Expositionsklasse
Positionsnummer, sofern erforderlich.
8 Technische Dokumentation
Es gilt DIN EN 13369:2004-09, Abschnitt 8.
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Anhang A(normativ)
Prüfpläne
A.1 Prüfung der Ausrüstung
Tabelle A.1 — Prüfung von Transport, Lagerung und Ausrüstung
Prüfgegenstand Verfahren Ziel Häufigkeit
A.1.1 – Prüf- und Messeinrichtung
1 Einrichtung zur Prüfung von Festbeton
Prüfungen nach DIN EN 12390-4
Einwandfreie Funktion und Genauigkeit
- Beim (Wieder-) Aufstellen oder nach größeren Reparaturen - Einmal jährlich oder wie in einem zertifizierten Qualitätssicherungssystem beschrieben
2 Einrichtung zur Prüfung von Betonstahl und Spannstahl
Prüfungen nach DIN EN ISO 7500-1
3
Einrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung von Beton
Prüfungen nach DIN EN 12504-2
- Beim (Wieder-) Aufstellen oder nach größeren Reparaturen -In regelmäßigen Abständen, z.B. vierteljährlich
4 Wägeeinrichtung Sofern für das Prüfverfahren nicht anders angegeben, Kalibrierung gegen eine Einrichtung, die nach nationalen Bestimmungen kalibriert wurde und ausschließlich zu diesem Zweck genutzt wird.
- Beim (Wieder-) Aufstellen oder nach größeren Reparaturen - Einmal jährlich
5 Einrichtung für die Bestimmung der Maße
6
Temperatur- und Feuchtemesseinrichtung
A.1.2 – Transport-, Lagerungs- und Produktionsausrüstung
1
Baustofflagerung und Behälter
Sichtprüfung oder anderes geeignetes Verfahren
Vermeidung von Verunreinigungen und Sicherstellung der Konformität mit den Anforderungen
- Bei Einrichtung - Wöchentlich
2
Betonstahl Überprüfung der Lagerung
Sicherstellen von übersichtlicher getrennter Lagerung, saubere Lagerung, Vermeidung schädlicher Verunreinigungen, Vermeidung stark angerosteter Betonstäbe
In angemessenen Zeitabständen
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Tabelle A 1 (fortgesetzt)
Prüfgegenstand Verfahren Ziel Häufigkeit
3
Spannstahl
Überprüfung der Lagerung
Trockene, luftige Lagerung, Ausschluss von Verunreinigungen durch korrosionsfördernde Stoffe
Bei Bedarf
4 Überprüfung der Transportfahrzeuge
Ausschluss von Verunreinigungen, z.B. durch Abdecken der Transportfahrzeuge
Jede Lieferung
5
Wäge- oder Dosiereinrichtungen
Sichtprüfung
Sicherstellen, dass die Einrichtungen in einem sauberen Zustand sind und einwandfrei funktionieren
Täglich
6
- Wägeeinrichtung: Prüfung der Wägegenauigkeit - Dosiereinrichtung: Vergleich (je nach Dosiersystem durch ein geeignetes Verfahren) der tatsächlichen Masse der Ausgangsstoffe der Mischung mit der Zielmasse und – bei selbsttätiger Aufzeichnung – mit der ausgedruckten Menge
- Wägeeinrichtung: Genauigkeit nach DIN EN 206-1:2001-07, Abschnitt 9.6.2.2 - Dosiereinrichtung: Genauigkeit nach DIN EN 206-1:2001-07, Tabelle 21
- Beim (Wieder-) Aufstellen oder nach größeren Reparaturen - Wägeeinrichtung: einmal jährlich - Dosiereinrichtung: zweimal jährlich - Im Zweifelsfall
7
Zugabegerät für Zusatzmittel (einschließlich solcher auf Fahrmischern)
Sichtprüfung der Funktion
- Sicherstellen, dass die Messeinrichtung in sauberem Zustand ist und einwandfrei funktioniert
Für jedes Zusatzmittel bei der ersten Mischerfüllung des Tages
8 Prüfung der Genauigkeit
Vermeiden ungenauer Zugabe
- Beim (Wieder-) Aufstellen - In regelmäßigen Abständena nach Aufstellung (mind. zweimal jährlich) - Im Zweifelsfall
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Tabelle A.1 (fortgesetzt)
Prüfgegenstand Verfahren Ziel Häufigkeit
9 Wasserzähler Prüfung der Messgenauigkeit
Sicherstellen der Genauigkeit nach DIN EN 206-1:2001-07, Abschnitt 9.6.2.2
- Beim (Wieder-) Aufstellen - In regelmäßigen Abständena nach Aufstellung (mind. zweimal jährlich) - Im Zweifelsfall
10
Einrichtungen zur kontinuierlichen Messung des Wassergehaltes feinkörniger Gesteinskörnungenb
Vergleich der tatsächlichen Menge mit der vom Messgerät angezeigten Menge
Vom Hersteller angegebene Genauigkeit
- Beim (Wieder-) Aufstellen - Zweimal jährlich - Im Zweifelsfall
11 Mischer (einschließlich eigener Fahrmischer) Sichtprüfung
Überprüfung auf Verschleiß und einwandfreie Funktion
Wöchentlich
12 Formen Sichtprüfung
Zustand (z. B. Verschleiß und Verformung) und Überprüfung der Maßhaltigkeit nach 4.3.1
Regelmäßig in Abhängigkeit von der Baustoffart und der Anwendungshäufigkeit
13 Vorspanneinrichtung
Kalibrierung gegen eine Einrichtung, die nach nationalen Normen kalibriert wurde und ausschließlich zu diesem Zweck genutzt wird.
Einwandfreie Funktion und Genauigkeit
- Beim (Wieder-) Aufstellen - letzte Kalibrierung darf nicht länger als 6 Monate zurückliegen - Im Zweifelsfall
14 Sichtprüfung Verschleiß der Verankerungsvorrichtung
Wöchentlich für jede verwendete Einrichtung
15 Betoniergerät, Betonierausrüstung, Verdichtungsgeräte
Prüfanweisungen des Herstellers
Ordnungsgemäße Verdichtung des Betons
- Prüfanweisungen des Herstellers - Bei Beginn der Betonierarbeiten, dann mindestens monatlich, - bei hochfesten Betonen je Betoniertag
a Die Häufigkeit hängt von der Art der Ausrüstung, ihrer Empfindlichkeit beim Gebrauch und den Produktionsbedingungen der Anlage ab b Nur wenn die Einrichtung verfügbar ist und das Ziel nicht durch entsprechende Prüfung(en) nach DIN EN 206-1, Abschnitt 9.9 erfüllt wird.
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A.2 Baustoffprüfung
Tabelle A.2 — Baustoffprüfung
Prüfgegenstand Verfahren Ziel Häufigkeit
1 Sämtliche Baustoffe
Prüfung des Lieferscheins
oder Lieferetiketts auf der Verpackung vor dem Entladen auf Übereinstimmung mit der Bestellunga
- Feststellung, dass die Lieferung der Bestellung entspricht und richtigen Ursprungs ist - Nachweis der Konformität
Jede Lieferung
a Die Spezifikationen sind in der Bestellung anzugeben.
A.3 Prüfung der Herstellung
Für die Prüfung der Herstellung des Betons gilt DIN EN 206-1:2001-07, Abschnitt 9.9.
Für sonstige Prüfgegenstände gilt Tabelle A.3.
Tabelle A.3 — Prüfung der Herstellunga
Prüfgegenstand Verfahren Ziel Häufigkeit
1 Mischungs-zusammensetzung (außer Wassergehalt)
- Sichtprüfung der Wägeeinrichtung - Prüfung anhand von Unterlagen zum Herstellungsprozess
Übereinstimmung mit der vorgesehenen Zusammensetzung (bei gewichtsmäßiger oder volumetrischer Dosierung)
- Täglich für jede angewendete Zusammensetzung - Nach jeder Veränderung
2 Geeignete Analyse
Übereinstimmung mit der vorgesehenen Zusammensetzung (nur bei volumetrischer Dosierung)
Monatlich für jede angewendete Zusammensetzung
3 Bauteilfestigkeitb Zerstörungsfreie Prüfung der Betondruckfestigkeit nach DIN EN 12504-2
Beurteilung der Konformität mit der vorgesehenen Festigkeitsklasse und/oder dem vorgesehenen Wert für die festgelegte Phase im Produktionsprozess
Siehe DIN EN 206-1:2001-07,8.1 und 8.2.1
4 Bewehrung, Einbauteile und Transportanker
Sichtprüfung, Überprüfung der Maßhaltigkeitc
Übereinstimmung der Einbauteile und der Bewehrung mit den Werksunterlagend
Jedes Bauteil
5
Schweiß-verbindungen
Sichtprüfung Qualität der Schweißnähte Je Verbindung
6 Prüfungen nach DIN EN ISO 17660
Erfüllung der Anforderungen an geschweißten Stahl nach DIN EN 13670:2011-03, 6.4
In Abhängigkeit vom Fertigteil und/oder vom Verfahren nach DIN EN ISO 17660
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Tabelle A.3 (fortgesetzt)
Prüfgegenstand Verfahren Ziel Häufigkeit
7
Richten des Stahls
Sichtprüfung Richtqualität Jede Ausführung
8 Geeignete(s) Prüfverfahren
Erfüllung der Anforderungen an gerichteten Stahl nach DIN EN 13670:2011-03, 6.3
In Abhängigkeit vom Fertigteil und/oder vom Verfahren
9
Formen, Schalung
Sichtprüfung
Sauberkeit und Ölung Täglich
10 Prüfung auf Verschleiß und Verformung
In Abhängigkeit von Formenwerkstoff und Anwendungs-häufigkeit
11 Messung
Übereinstimmung der Maße der Schalung, der Lage der Dämmschichten sowie der Aussparungen mit den Werksunterlagen; Stabilität der Schalungen
Jede neue Form
12 Vorspannen
Überprüfung der beim Spannen aufgezeichneten Spannprotokolle über durchgeführte Messungen
Einhalten der im Spannprogramm festgelegten Reihenfolge, der Vorspannkräfte und der Spannwege
Jeder Spannvorgang
13 Spannverfahren Überprüfung der allge-meinen bauaufsichtlichen Zulassung
Vorliegen einer Zulassung des Spannverfahrens und/oder des Spannstahls
Jede Anwendung
14 Freigabe zum Betonieren Sichtprüfung Übereinstimmung mit
Werkszeichnungen
Täglich mit einer Häufigkeit, die von der Formbelegung abhängig ist
15 Einbringen des Betons Sichtprüfung Ordnungsgemäße
Verdichtung Täglich
16
Nachbehandlung
Sichtprüfung Übereinstimmung mit den Festlegungen (siehe 4.2.1.3) und dokumentierten Verfahren im Werk
Täglich
17 Nachweis der maßgebenden Bedingungen
Wöchentlich
18 Wärmebe-handlung (Beschleunigtes Erhärten)
Überprüfung der Funktionen
Übereinstimmung mit den Festlegungen und dokumentierten Verfahren im Werk
Täglich
19 Messung der Temperaturen
Einhalten des Temperaturverlaufes Verfahrensabhängig
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Tabelle A.3 (fortgesetzt)
Prüfgegenstand Verfahren Ziel Häufigkeit
20 Weiterbearbeitung nach dem Betonieren
Geeignetes Verfahren
Übereinstimmung mit den Festlegungen und dokumentierten Verfahren im Werk
Abhängig von Verfahren und Festlegungen
21 Temperatur
Überprüfung der Au-ßentemperatur und der Temperatur im Fertigungs- und Erhärtungsraum
Einhalten der Temperaturen nach DIN EN 13670:2011-03, 8.2
Täglich
22 Schlupf von Spanngliedern und/oder Drähten bei Fertigteilen mit gesägten Stirnflächen
Sichtprüfung
Übereinstimmung mit den Festlegungen bzw. DIN EN 13369:2004-09, 4.2.3.2.4
Alle Fertigteile
23 Geeignetes Messverfahren, z. B. mit einer Messlehre
Jedes Spannglied und/oder jeder Draht, das bzw. der bei der Sichtprüfung verdächtig erschien (siehe Zeile 22)
a Dieser Prüfplan darf für spezielle Produktionszwecke angepasst oder ergänzt werden.
b Nur wenn die Eigenschaft festgelegt ist.
c Vergleich mit bestätigten Werkszeichnungen.
d Prüfung der Betondeckung, der Durchmesser, der Verankerungs- und Übergreifungslängen; ausreichende Anzahl von Abstandhaltern; Mög-lichkeiten des Einbringens und Verdichtens des Betons (Rüttelgassen bei Bewehrungsanhäufungen), Typ und Laststufe des Transportankers
A.4 Prüfung des Endprodukts
Tabelle A.4 — Prüfung des Endproduktsa
Prüfgegenstand Verfahren Ziel Häufigkeit
1
Fertigteile
Sichtprüfung auf Beschädigungen Feststellen der Unversehrtheit Jedes Fertigteil
2
Zerstörungsfreie Prü-fung der Betondruckfestigkeit nach DIN EN 12504-2
Feststellen der Gleichmäßigkeit der Betonfestigkeit und Vergleich mit den Ergebnissen an Probekörpern nach DIN EN 206-1
Eine ausreichende Anzahl von Messreihen unter gleichzeitigem Vergleich mit den Ergebnissen der Probekörper nach DIN EN 206-1b
3
Produktions-toleranzen (einschließlich Betondeckung)
Prüfung nach DIN EN 13369:2004-09, Anhang J.1 bis J.3 und/oder einem anderen geeigneten Verfahren
Übereinstimmung mit den Anforderungen dieser Norm und den Anforderungen an die vom Hersteller deklarierten Eigenschaften
Abhängig vom Fertigteil und den geometrischen Eigenschaften oder alle 5 Produktionstage
4
Oberflächen-eigenschaften
Sichtprüfung Übereinstimmung mit den Anforderungen an die vom Hersteller deklarierten Eigenschaften
Jedes Fertigteil
5
Prüfung nach DIN EN 13369:2004-09, Anhang J.4 und/oder einem anderen geeigneten Verfahren
Abhängig vom Fertigteil und den Oberflächeneigenschaften
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Tabelle A.4 (fortgesetzt)
Prüfgegenstand Verfahren Ziel Häufigkeit
6 Mechanische Festigkeitc
Geeignetes Prüfverfahren
Übereinstimmung mit den Anforderungen an die vom Hersteller deklarierten Eigenschaften in Bezug auf die mechanische Festigkeit
Abhängig vom Fertigteil und den Eigenschaften in Bezug auf die mechanische Festigkeit
7 Kennzeichnung/ Beschriftung
Überprüfung der Kenn-zeichen bzw. Liefer-scheine
Erfüllung der Kennzeichnungs-pflicht Jedes Fertigteil
8 Lagerung Sichtprüfung
- Übereinstimmung mit den Anforderungen dieser Norm - Aussonderung fehlerhafter Produkte
Täglich
9 Auslieferung Sichtprüfung Richtiges Lieferalter, Verladen und korrekte Verladeunterlagen
Täglich
a Diese Kontrolle darf für spezielle Produktzwecke angepasst und/oder ergänzt werden. Kontrollen der Eigenschaften des Endprodukts (siehe 4.3), die nicht ausgeführt sind, werden üblicherweise durch die entsprechenden Maßnahmen in der Entwurfsphase von Fertigteil und Beton und/oder durch entsprechende Baustoffe- und Prozesskontrollen abgedeckt (siehe A.2 und A.3)
b Bei gleichen Betonzusammensetzungen und gleicher Beziehung zwischen den Ergebnissen der Probekörperprüfung und der zerstörungsfreien Prüfung kann die Häufigkeit der Prüfung nach DIN EN 206-1 und DIN 1045-2 im Einvernehmen mit der Überwachungsstelle vermindert werden.
c Nur wenn die Eigenschaft festgelegt ist und wenn regelmäßige Kontrollen durch umfassende Prüfung zusätzlich zur Typprüfung maßgeblich sind (z.B. wenn die umfassende Prüfung der mechanischen Festigkeit die Kontrolle der Betonfestigkeit ersetzt).
A.5 Regeln für Verfahrenswechsel
Regeln für Verfahrenswechsel sind nach DIN EN 13369:2004-09, D.5 festzulegen. Sie gelten nur für die Prüfgegenstände der Tabellen A.1 bis A.4, die quantifizierbare Ergebnisse liefern, die sich in Bezug auf festgelegte, deklarierte oder dokumentierte Werte überprüfen lassen. Die Prüfhäufigkeit muss den Tabellen A.1 bis A.4 entsprechen.
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Vorwort Dieses Dokument enthält Änderungen zu DIN 1054:2010-12. Es wurde vom Normenausschuss Bauwesen (NABau) des DIN e. V., Fachbereich 05 „Grundbau, Geotechnik“, Arbeitsausschuss NA 005-05-01 AA „Sicherheit im Erd- und Grundbau“, erarbeitet.
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Zu 1.2 und im gesamten Dokument an den entsprechenden Stellen
E DIN 18537, Anwendungsdokument zu DIN EN 1537:2001-01, Ausführung von besonderen geotechnischen Arbeiten (Spezialtiefbau) — Verpressanker
E DIN 18538:2010-09, Anwendungsdokument zu DIN EN 12699:2001-05, Ausführung von besonderen geotechnischen Arbeiten (Spezialtiefbau) — Verdrängungspfähle
E DIN 18539, Anwendungsdokument zu DIN EN 14199:2005-05, Ausführung von besonderen geotechnischen Arbeiten (Spezialtiefbau) — Pfähle mit kleinen Durchmessern (Mikropfähle)
DIN Fachbericht 129, Anwendungsdokument zu DIN EN 1536:1999-06, Ausführung von besonderen geotechnischen Arbeiten (Spezialtiefbau) – Bohrpfähle
DIN EN 1990-1:2010-12, Eurocode: Grundlagen der Tragwerksplanung; Deutsche Fassung EN 1990:2002, Berichtigung zu DIN EN 1990:2002
sind zu ersetzen durch:
DIN SPEC 18537:2012-02, Ergänzende Festlegungen zu DIN EN 1537:2001-01, Ausführung von besonderen geotechnischen Arbeiten (Spezialtiefbau) — Verpressanker
DIN SPEC 18538:2012-02, Ergänzende Festlegungen zu DIN EN 12699:2001-05, Ausführung spezieller geotechnischer Arbeiten (Spezialtiefbau) — Verdrängungspfähle
DIN SPEC 18539, Ergänzende Festlegungen zu DIN EN 14199:2012-01, Ausführung von besonderen geotechnischen Arbeiten (Spezialtiefbau) — Pfähle mit kleinen Durchmessern (Mikropfähle)
DIN SPEC 18140, Ergänzende Festlegungen zu DIN EN 1536:2010-12, Ausführung von Arbeiten im Spezialtiefbau — Bohrpfähle
DIN EN 1990:2010-12, Eurocode: Grundlagen der Tragwerksplanung; Deutsche Fassung EN 1990:2002 + A1:2005 + A1:2005/AC:2010
Zu 2.4.6.2
Absatz A (4):
Beim Nachweis der Gesamtstandsicherheit (GEO-3) sind die charakteristischen Werte der Scherfestigkeit wie folgt mit den Teilsicherheitsbeiwerten γϕ′ und γc′ bzw. γcu mit Werten γ > 1 in Bemessungswerte der Scherfestigkeit umzurechnen:
ist zu ersetzen durch:
„Beim Nachweis der Gesamtstandsicherheit (GEO-3) sind die charakteristischen Werte der Scherfestigkeit wie folgt mit den Teilsicherheitsbeiwerten γϕ′ und γc′ bzw. γcu und γϕu mit Werten γ > 1 in Bemessungswerte der Scherfestigkeit umzurechnen.“
In Absatz A (4) ist zu ergänzen:
uku,du, /tantan ϕγϕϕ = A (2.2d)
Zu 3.1
Die Überschrift A 3.1.2 ist zu ersetzen durch A 3.1.1
Die Überschrift A 3.1.3 ist zu ersetzen durch A 3.1.2
Die Überschrift A 3.1.4 ist zu ersetzen durch A 3.1.3
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Im neuen Abschnitt A 3.1.3 Absatz A (2) sind die Verweisungen auf A 3.1.2 und A 3.1.3 zu ändern in:
A 3.1.1 und A 3.1.2
In der Anmerkung unter Absatz A (3) sind die Verweisungen auf A 3.1.2 und A 3.1.4 zweimal zu ändern in:
A 3.1.1 und A 3.1.3
Zu 7.6
Tabelle A 7.2, 1. Zeile:
ξ0,i für n = ≥ 2 ≥ 5 ≥ 10 ≥ 15 ≥ 20
ist zu ersetzen durch:
ξ0,i für n = 2 5 10 15 ≥ 20
Tabelle A 7.2, 4. Zeile:
n ist die Anzahl der probebelasteten Pfähle.
ist zu ergänzen durch:
„Zwischenwerte dürfen linear interpoliert werden.“
Zu 7.6.3.2
Absatz A (3c) unterhalb von Gleichung A (7.13):
Der Modellfaktor ist bei einer Zugpfahlneigung gegen die Vertikale von 0° bis 45° ηM = 1,00 und bei einer Pfahlneigung von 80° ηM = 1,25. Bei Zugpfahlneigungen zwischen 45° und 80° darf der Modellfaktor ηM linear interpoliert werden.
ist zu ersetzen durch:
„Der Modellfaktor beträgt unabhängig von der Pfahlneigung ηM = 1,25.“
Zu 7.7.1
Absatz A (3a) vorletzter Spiegelstrich:
Nachweis, dass der Bemessungswert der seitlichen Bodenwiderstandskraft nicht größer angesetzt worden ist, als es der Bemessungswert der räumlichen Erdwiderstandskraft für den entsprechenden Teil der Einbindetiefe bis zum Querkraftnullpunkt zulässt
ist zu ersetzen durch:
„Nachweis, dass der Bemessungswert der seitlichen Bodenwiderstandskraft nicht größer angesetzt worden ist, als es der Bemessungswert der räumlichen Erdwiderstandskraft für den entsprechenden Teil der Einbindetiefe bis zum Drehpunkt zulässt.“
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DIN EN 206-9:2010-09
Nationales Vorwort
Dieses Dokument (EN 206-9:2010) wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 104 „Beton und zugehörige Produkte“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom DIN (Deutschland) gehalten wird.
Das zuständige deutsche Gremium ist der NA 005-07-02 AA „Betontechnik“ im Normenausschuss Bauwesen (NABau).
In EN 206-9:2010 wurde im Abschnitt 6.2.2, Aufzählung h) irrtümlich auf Tabelle 6a verwiesen. Diese Tabellenummer gibt es jedoch nicht. Hier muss es richtig lauten: „nach Tabelle 1…“
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EUROPÄISCHE NORM
EUROPEAN STANDARD
NORME EUROPÉENNE
EN 206-9
April 2010
ICS 91.100.30
Deutsche Fassung
Beton — Teil 9: Ergänzende Regeln für selbstverdichtenden Beton (SVB)
Concrete — Part 9: Additional Rules for Self-compacting Concrete
(SCC)
Béton — Partie 9: Règles complémentaires pour le béton auto-
plaçant
Diese Europäische Norm wurde vom CEN am 27. Februar 2010 angenommen. Die CEN-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschäftsordnung zu erfüllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen dieser Europäischen Norm ohne jede Änderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listen dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim Management-Zentrum des CEN oder bei jedem CEN-Mitglied auf Anfrage erhältlich. Diese Europäische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Französisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache, die von einem CEN-Mitglied in eigener Verantwortung durch Übersetzung in seine Landessprache gemacht und dem Management-Zentrum mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen. CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Bulgarien, Dänemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, Österreich, Polen, Portugal, Rumänien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, Ungarn, dem Vereinigten Königreich und Zypern.
EUR OP ÄIS C HES KOM ITEE FÜR NOR M UNG EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION C O M I T É E U R O P É E N D E N O R M A LI S A T I O N
Management-Zentrum: Avenue Marnix 17, B-1000 Brüssel
© 2010 CEN Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten.
Ref. Nr. EN 206-9:2010 D
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EN 206-9:2010 (D)
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Inhalt
Seite
Vorwort ................................................................................................................................................................4 Einleitung.............................................................................................................................................................5 1 Anwendungsbereich .............................................................................................................................6 2 Normative Verweisungen......................................................................................................................6 3 Begriffe, Symbole und Abkürzungen...................................................................................................7 3.1 Begriffe ...................................................................................................................................................7 3.2 Symbole und Abkürzungen ..................................................................................................................7 4 Klasseneinteilung ..................................................................................................................................7 4.1 Expositionsklassen, bezogen auf die Umweltbedingungen .............................................................7 4.2 Frischbeton ............................................................................................................................................8 4.3 Festbeton................................................................................................................................................9 5 Anforderungen an Beton und Nachweisverfahren.............................................................................9 5.1 Grundanforderungen an die Ausgangsstoffe.....................................................................................9 5.2 Grundanforderungen an die Betonzusammensetzung....................................................................10 5.3 Anforderungen in Abhängigkeit von Expositionsklassen ..............................................................11 5.4 Anforderungen an Frischbeton..........................................................................................................11 5.5 Anforderungen an Festbeton .............................................................................................................12 6 Festlegung des Betons .......................................................................................................................12 6.1 Allgemeines..........................................................................................................................................12 6.2 Festlegung für Beton nach Eigenschaften .......................................................................................12 6.3 Festlegung für Beton nach Zusammensetzung ...............................................................................13 6.4 Festlegung für Standardbeton ...........................................................................................................13 7 Lieferung von Frischbeton .................................................................................................................13 7.1 Informationen vom Verwender an den Betonhersteller...................................................................13 7.2 Informationen vom Betonhersteller für den Verwender ..................................................................13 7.3 Lieferschein für Transportbeton ........................................................................................................13 7.4 Lieferangaben für Baustellenbeton ...................................................................................................13 7.5 Konsistenz bei Lieferung ....................................................................................................................13 8 Konformitätskontrolle und Konformitätskriterien............................................................................14 8.1 Allgemeines..........................................................................................................................................14 8.2 Konformitätskontrolle für Beton nach Eigenschaften.....................................................................14 8.3 Konformitätskontrolle für Beton nach Zusammensetzung einschließlich Standardbeton .........14 8.4 Maßnahmen bei Nichtkonformität des Produktes............................................................................14 9 Produktionskontrolle...........................................................................................................................14 9.1 Allgemeines..........................................................................................................................................14 9.2 Systeme der Produktionskontrolle ....................................................................................................15 9.3 Aufgezeichnete Daten und andere Unterlagen.................................................................................15 9.4 Prüfung .................................................................................................................................................15 9.5 Betonzusammensetzung und Erstprüfung .......................................................................................15 9.6 Personal und Ausstattung ..................................................................................................................15 9.7 Dosieren der Ausgangsstoffe.............................................................................................................15 9.8 Mischen des Betons ............................................................................................................................15 9.9 Verfahren der Produktionskontrolle ..................................................................................................15 10 Beurteilung der Konformität...............................................................................................................16
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Seite
11 Bezeichnung für Beton nach Eigenschaften ....................................................................................16 Anhang A (normativ) Erstprüfung...................................................................................................................17 A.1 Allgemeines .........................................................................................................................................17 A.2 Zuständigkeit für Erstprüfungen .......................................................................................................17 A.3 Häufigkeit der Erstprüfungen.............................................................................................................17 A.4 Prüfbedingungen.................................................................................................................................17 A.5 Kriterien für die Annahme von Erstprüfungen.................................................................................17 Anhang B (normativ) Identitätsprüfung für die Druckfestigkeit ..................................................................18 Anhang C (normativ) Regelungen für die Bewertung, die Überwachung und Zertifizierung der
Produktionskontrolle ..........................................................................................................................19 Anhang D (informativ) Literaturhinweise........................................................................................................20 Anhang E (informativ) Leitlinie für die Anwendung des Prinzips der gleichwertigen
Betonleistungsfähigkeit......................................................................................................................21 Anhang F (informativ) Empfehlungen für Grenzwerte der Betonzusammensetzung................................22 Anhang H (informativ) Zusätzliche Vorschriften für hochfesten Beton ......................................................23 Anhang J (informativ) Leistungsbezogene Entwurfsverfahren hinsichtlich der Dauerhaftigkeit ............24 Anhang K (informativ) Betonfamilien..............................................................................................................25 Anhang L (informativ) Hinweise für Anforderungen an selbstverdichtenden Beton im frischen
Zustand.................................................................................................................................................26 L.1 Allgemeines .........................................................................................................................................26 L.2 Empfehlungen zur Klasseneinteilung von selbstverdichtendem Beton .......................................27
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EN 206-9:2010 (D)
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Vorwort
Dieses Dokument (EN 206-9:2010) wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 104 „Beton und zugehörige Produkte“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom DIN gehalten wird.
Diese Europäische Norm muss den Status einer nationalen Norm erhalten, entweder durch Veröffentlichung eines identischen Textes oder durch Anerkennung bis Oktober 2010, und etwaige entgegenstehende nationale Normen müssen bis Oktober 2010 zurückgezogen werden.
Es wird auf die Möglichkeit hingewiesen, dass einige Texte dieses Dokuments Patentrechte berühren können. CEN [und/oder CENELEC] sind nicht dafür verantwortlich, einige oder alle diesbezüglichen Patentrechte zu identifizieren.
Entsprechend der CEN/CENELEC-Geschäftsordnung sind die nationalen Normungsinstitute der folgenden Länder gehalten, diese Europäische Norm zu übernehmen: Belgien, Bulgarien, Dänemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, Niederlande, Norwegen, Österreich, Polen, Portugal, Rumänien, Schweden, Schweiz, Slowakei, Slowenien, Spanien, Tschechische Republik, Ungarn, Vereinigtes Königreich und Zypern.
Diese Europäische Norm ergänzt EN 206-1:2000. Sie enthält Regeln für selbstverdichtenden Beton (SVB). Regeln, die für alle Betonarten gelten, werden in dieser Europäischen Norm nicht wiederholt; daher muss sie in Verbindung mit EN 206-1:2000 angewendet werden. Bei einer künftigen Überarbeitung von EN 206-1:2000 soll diese Europäische Norm in das Hauptdokument eingearbeitet werden.
Die Nummerierung der Abschnitte in dieser Europäischen Norm folgt EN 206-1:2000.
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EN 206-9:2010 (D)
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Einleitung
Die Technologie des selbstverdichtenden Betons (SVB) wird ständig weiterentwickelt, und es gibt Unter-schiede in der Ausführung dieser Betonart in der Praxis. Diese Europäische Norm legt gemeinsame Regeln für SVB fest. Wo dies jedoch nicht möglich ist, lassen die betreffenden Abschnitte die Anwendung nationaler Normen oder der am Verwendungsort des Betons geltenden Bestimmungen zu.
Diese Europäische Norm ist für die Anwendung in Europa unter den verschiedenen klimatischen und geographischen Bedingungen, für unterschiedliche Schutzniveaus und unter Berücksichtigung der verschie-denen bewährten regionalen Traditionen und Erfahrungen vorgesehen. Für die Eigenschaften von selbst-verdichtendem Beton sind Klassen, die dieser Situation Rechnung tragen, eingeführt worden. Sofern es nicht möglich war, allgemeine Regelungen zu treffen, lassen die betreffenden Abschnitte die Anwendung nationaler Normen oder der am Verwendungsort des Betons geltenden Bestimmungen zu.
Sofern nicht anders angegeben, sind in dieser Europäischen Norm die in den Tabellen angegebenen Anmerkungen und Fußnoten normativ. Alle anderen Anmerkungen und Fußnoten sind informativ.
Weitere Erläuterungen und Hinweise zur Anwendung dieser Europäischen Norm sind anderen Dokumenten, die am Ort der Verwendung des Betons gelten, zu entnehmen.
Weitere Hinweise zur Herstellung von selbstverdichtendem Beton sowie zu anderen Aspekten dieser Betonart können den European Guidelines for Self-Compacting Concrete – Specification, Production and Use („Europäische Richtlinien für SCCN1) – Feststellung, Produktion und Anwendung“) entnommen werden. Siehe auch Anhang D.
N1) In dieser Norm wird die Abkürzung „SVB“ als Kurzbezeichnung für selbstverdichtenden Beton verwendet. Der hier angegebene Titel stammt aus der deutschen Übersetzung der Richtlinie.
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EN 206-9:2010 (D)
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1 Anwendungsbereich
Diese Europäische Norm gilt für selbstverdichtenden Beton für Ortbetontragwerke, für vorgefertigten Bauteilen sowie für Fertigteile für Gebäude und Ingenieurbauwerke.
Diese Europäische Norm gilt für selbstverdichtenden Beton, der sich auf Grund der Schwerkraft soweit verdichtet, dass er keine nennenswerten Lufteinschlüsse enthält. Sie gilt für Normalbeton. Es liegen nur begrenzte Erfahrungen mit SVB, der leichte oder schwere Gesteinskörnungen und Fasern enthält, vor. Für die letztgenannten Arten von selbstverdichtendem Beton gelten einige, jedoch nicht alle Festlegungen dieser Norm. Daher sind die jeweiligen Anforderungen im Einzelfall festzulegen.
Selbstverdichtender Beton kann als Baustellenbeton, als Transportbeton oder in einem Werk für Betonfertig-teile hergestellt werden.
Neben den Anforderungen nach EN 206-1:2000 legt diese Europäische Norm Anforderungen an folgende Aspekte fest:
⎯ Bestandteile von SVB;
⎯ Eigenschaften von frischem und erhärtetem SVB sowie deren Nachweis;
⎯ Einschränkungen bezüglich der Zusammensetzung von SVB;
⎯ Festlegung von SVB;
⎯ Verfahren zur werkseigenen Produktionskontrolle;
⎯ Konformitätskriterien.
Weitere Europäische Normen für bestimmte Produkte, z. B. Betonfertigteile, oder für Verfahren im Anwen-dungsbereich dieser Europäischen Norm können von dieser Norm abweichende Regelungen erfordern oder zulassen.
Die in EN 206-1:2000 angegebenen Einschränkungen des Anwendungsbereiches gelten für Selbstverdich-tenden Beton nach dieser Europäischen Norm.
Gesundheits- und sicherheitstechnische Anforderungen an den Schutz von Personal während der Herstellung und Lieferung von Beton sind nicht Gegenstand dieser Europäischen Norm.
2 Normative Verweisungen
Die folgenden zitierten Dokumente sind für die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschließlich aller Änderungen).
EN 206-1, Beton — Teil 1: Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität
FprEN 12350-8, Prüfung von Frischbeton — Teil 8: Selbstverdichtender Beton — Setzfließversuch
FprEN 12350-9, Prüfung von Frischbeton — Teil 9: Selbstverdichtender Beton — Trichterauslaufversuch
FprEN 12350-10, Prüfung von Frischbeton — Teil 10: Selbstverdichtender Beton — L-Kasten-Versuch
FprEN 12350-11, Prüfung von Frischbeton — Teil 11: Selbstverdichtender Beton — Bestimmung der Sedimentationsstabilität im Siebversuch
FprEN 12350-12, Prüfung von Frischbeton — Teil 12: Selbstverdichtender Beton — Blockierring-Versuch
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1 Anwendungsbereich
Diese Europäische Norm gilt für selbstverdichtenden Beton für Ortbetontragwerke, für vorgefertigten Bauteilen sowie für Fertigteile für Gebäude und Ingenieurbauwerke.
Diese Europäische Norm gilt für selbstverdichtenden Beton, der sich auf Grund der Schwerkraft soweit verdichtet, dass er keine nennenswerten Lufteinschlüsse enthält. Sie gilt für Normalbeton. Es liegen nur begrenzte Erfahrungen mit SVB, der leichte oder schwere Gesteinskörnungen und Fasern enthält, vor. Für die letztgenannten Arten von selbstverdichtendem Beton gelten einige, jedoch nicht alle Festlegungen dieser Norm. Daher sind die jeweiligen Anforderungen im Einzelfall festzulegen.
Selbstverdichtender Beton kann als Baustellenbeton, als Transportbeton oder in einem Werk für Betonfertig-teile hergestellt werden.
Neben den Anforderungen nach EN 206-1:2000 legt diese Europäische Norm Anforderungen an folgende Aspekte fest:
⎯ Bestandteile von SVB;
⎯ Eigenschaften von frischem und erhärtetem SVB sowie deren Nachweis;
⎯ Einschränkungen bezüglich der Zusammensetzung von SVB;
⎯ Festlegung von SVB;
⎯ Verfahren zur werkseigenen Produktionskontrolle;
⎯ Konformitätskriterien.
Weitere Europäische Normen für bestimmte Produkte, z. B. Betonfertigteile, oder für Verfahren im Anwen-dungsbereich dieser Europäischen Norm können von dieser Norm abweichende Regelungen erfordern oder zulassen.
Die in EN 206-1:2000 angegebenen Einschränkungen des Anwendungsbereiches gelten für Selbstverdich-tenden Beton nach dieser Europäischen Norm.
Gesundheits- und sicherheitstechnische Anforderungen an den Schutz von Personal während der Herstellung und Lieferung von Beton sind nicht Gegenstand dieser Europäischen Norm.
2 Normative Verweisungen
Die folgenden zitierten Dokumente sind für die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschließlich aller Änderungen).
EN 206-1, Beton — Teil 1: Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität
FprEN 12350-8, Prüfung von Frischbeton — Teil 8: Selbstverdichtender Beton — Setzfließversuch
FprEN 12350-9, Prüfung von Frischbeton — Teil 9: Selbstverdichtender Beton — Trichterauslaufversuch
FprEN 12350-10, Prüfung von Frischbeton — Teil 10: Selbstverdichtender Beton — L-Kasten-Versuch
FprEN 12350-11, Prüfung von Frischbeton — Teil 11: Selbstverdichtender Beton — Bestimmung der Sedimentationsstabilität im Siebversuch
FprEN 12350-12, Prüfung von Frischbeton — Teil 12: Selbstverdichtender Beton — Blockierring-Versuch
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3 Begriffe, Symbole und Abkürzungen
3.1 Begriffe
Für die Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe nach EN 206-1:2000 und die folgenden Begriffe.
3.1.47 selbstverdichtender Beton Beton, der unter seinem eigenen Gewicht fließt und sich selbst verdichtet sowie die Schalung mit Bewehrung, Kanälen, Aussparungskasten usw. ausfüllt und dabei seine Homogenität beibehält
3.1.48 Fließfähigkeit durch Schalungen bzw. Bewehrung nicht behinderte Fließeigenschaft eines frischen SVB
3.1.49 Sedimentationsstabilität Eigenschaft des SVB im frischen Zustand, hinsichtlich der Zusammensetzung homogen zu bleiben
3.1.50 Setzfließmaß mittlerer Ausbreitdurchmesser eines frischen SVB, der im Setzfließversuch bestimmt wird
3.1.51 Viskosität Fließwiderstand eines frischen SVB nach Beginn des Fließens
3.1.52 Blockierneigung Neigung eines frischen SVB, bei engen Öffnungen wie z. B. zwischen Bewehrungsstäben, durch Entmischen das weitere Fließen zu blockieren oder enge Öffnungen zu verstopfen
3.2 Symbole und Abkürzungen
Für die Anwendung dieses Dokuments gelten die Symbole und Abkürzungen nach EN 206-1:2000 und die folgenden Abkürzungen.
SVB selbstverdichtender Beton
SF Setzfließmaßklasse
VS Viskositätsklasse für die Prüfung der t500-Zeit
VF Viskositätsklasse für den Trichterauslaufversuch
t500 Fließzeit, in Sekunden, bis zum Erreichen eines Setzfließmaßes von 500 mm in der Setzfließversuch
PL Blockierneigungsklasse für den L-Kasten-Versuch PJ Blockierneigungsklassefür den Blockierring-Versuch
SR Sedimentationsstabilitätsklassen (en: Segregation Resistance)
4 Klasseneinteilung
4.1 Expositionsklassen, bezogen auf die Umweltbedingungen
Es gilt EN 206-1:2000, 4.1.
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3 Begriffe, Symbole und Abkürzungen
3.1 Begriffe
Für die Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe nach EN 206-1:2000 und die folgenden Begriffe.
3.1.47 selbstverdichtender Beton Beton, der unter seinem eigenen Gewicht fließt und sich selbst verdichtet sowie die Schalung mit Bewehrung, Kanälen, Aussparungskasten usw. ausfüllt und dabei seine Homogenität beibehält
3.1.48 Fließfähigkeit durch Schalungen bzw. Bewehrung nicht behinderte Fließeigenschaft eines frischen SVB
3.1.49 Sedimentationsstabilität Eigenschaft des SVB im frischen Zustand, hinsichtlich der Zusammensetzung homogen zu bleiben
3.1.50 Setzfließmaß mittlerer Ausbreitdurchmesser eines frischen SVB, der im Setzfließversuch bestimmt wird
3.1.51 Viskosität Fließwiderstand eines frischen SVB nach Beginn des Fließens
3.1.52 Blockierneigung Neigung eines frischen SVB, bei engen Öffnungen wie z. B. zwischen Bewehrungsstäben, durch Entmischen das weitere Fließen zu blockieren oder enge Öffnungen zu verstopfen
3.2 Symbole und Abkürzungen
Für die Anwendung dieses Dokuments gelten die Symbole und Abkürzungen nach EN 206-1:2000 und die folgenden Abkürzungen.
SVB selbstverdichtender Beton
SF Setzfließmaßklasse
VS Viskositätsklasse für die Prüfung der t500-Zeit
VF Viskositätsklasse für den Trichterauslaufversuch
t500 Fließzeit, in Sekunden, bis zum Erreichen eines Setzfließmaßes von 500 mm in der Setzfließversuch
PL Blockierneigungsklasse für den L-Kasten-Versuch PJ Blockierneigungsklassefür den Blockierring-Versuch
SR Sedimentationsstabilitätsklassen (en: Segregation Resistance)
4 Klasseneinteilung
4.1 Expositionsklassen, bezogen auf die Umweltbedingungen
Es gilt EN 206-1:2000, 4.1.
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4.2 Frischbeton
4.2.1 Konsistenzklassen
Für SVB gelten die folgenden Konsistenzklassen:
Tabelle 1 — Setzfließmaßklassen
Klasse Setzfließmaß in mma, b
(Grenzwerte für individuelle Chargen)
SF1
SF2
SF3
550 bis 650
660 bis 750
760 bis 850 a Die Festlegung einer Klasse des Setzfließmaßes kann durch einen Zielwert ersetzt werden. b Die Klasseneinteilung gilt nicht für Beton mit einem Größtkorn der Gesteinskörnung über 40 mm.
Tabelle 2 — Viskositätsklassen — t500-Zeit
Klasse t500 in sa, b
(Grenzwerte für individuelle Chargen)
VS1
VS2
< 2,0
≥ 2,0 a Die Festlegung einer Viskositätsklasse kann durch einen Zielwert ersetzt werden. b Die Klasseneinteilung gilt nicht für Beton mit einem Größtkorn der Gesteinskörnung über 40 mm.
Tabelle 3 — Viskositätsklassen — Trichterauslaufzeit
Klasse Trichterauslaufzeit in sa, b
(Grenzwerte für individuelle Chargen)
VF1
VF2
< 9,0
9,0 bis 25,0 a Die Festlegung einer Viskositätsklasse kann durch einen Zielwert ersetzt werden. b Die Klasseneinteilung gilt nicht für Beton mit einem Größtkorn der Gesteinskörnung über 22,4 mm.
Tabelle 4 — Blockierneigungsklassen — L-Kasten-Versuch
Klasse L-Kasten-Wert (–)a
(Grenzwerte für individuelle Chargen)
PL1
PL2
≥ 0,80 mit 2 Bewehrungsstäben
≥ 0,80 mit 3 Bewehrungsstäben a Die Festlegung einer Blockierneigungsklasse kann durch die Angabe eines anderen unteren Grenzwerts ersetzt
werden.
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4.2 Frischbeton
4.2.1 Konsistenzklassen
Für SVB gelten die folgenden Konsistenzklassen:
Tabelle 1 — Setzfließmaßklassen
Klasse Setzfließmaß in mma, b
(Grenzwerte für individuelle Chargen)
SF1
SF2
SF3
550 bis 650
660 bis 750
760 bis 850 a Die Festlegung einer Klasse des Setzfließmaßes kann durch einen Zielwert ersetzt werden. b Die Klasseneinteilung gilt nicht für Beton mit einem Größtkorn der Gesteinskörnung über 40 mm.
Tabelle 2 — Viskositätsklassen — t500-Zeit
Klasse t500 in sa, b
(Grenzwerte für individuelle Chargen)
VS1
VS2
< 2,0
≥ 2,0 a Die Festlegung einer Viskositätsklasse kann durch einen Zielwert ersetzt werden. b Die Klasseneinteilung gilt nicht für Beton mit einem Größtkorn der Gesteinskörnung über 40 mm.
Tabelle 3 — Viskositätsklassen — Trichterauslaufzeit
Klasse Trichterauslaufzeit in sa, b
(Grenzwerte für individuelle Chargen)
VF1
VF2
< 9,0
9,0 bis 25,0 a Die Festlegung einer Viskositätsklasse kann durch einen Zielwert ersetzt werden. b Die Klasseneinteilung gilt nicht für Beton mit einem Größtkorn der Gesteinskörnung über 22,4 mm.
Tabelle 4 — Blockierneigungsklassen — L-Kasten-Versuch
Klasse L-Kasten-Wert (–)a
(Grenzwerte für individuelle Chargen)
PL1
PL2
≥ 0,80 mit 2 Bewehrungsstäben
≥ 0,80 mit 3 Bewehrungsstäben a Die Festlegung einer Blockierneigungsklasse kann durch die Angabe eines anderen unteren Grenzwerts ersetzt
werden.
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Tabelle 5 — Blockierneigungsklassen — Blockierring-Versuch
Klasse Blockierringneigungsmaßin mma, b
(Grenzwerte für individuelle Chargen)
PJ1
PJ2
≤ 10 mit 12 Bewehrungsstäben
≤ 10 mit 16 Bewehrungsstäben a Die Festlegung einer Blockierneigungsklasse kann durch die Angabe eines anderen oberen Grenzwerts ersetzt
werden. b Die Klasseneinteilung gilt nicht für Beton mit einem Größtkorn der Gesteinskörnung über 40 mm.
Tabelle 6 — Sedimentationsstabilitätsklasse
Klasse Sedimentierter Anteil in %a, b
(Grenzwerte für individuelle Chargen)
SR1
SR2
≤ 20
≤ 15 a Die Festlegung einer Klasse der Sedimentationsstabilität kann durch die Angabe eines anderen oberen Grenzwerts
ersetzt werden. b Die Klasseneinteilung gilt nicht für Beton mit Fasern oder leichten Gesteinskörnungen.
ANMERKUNG 1 Die in den Tabellen 2 und 3 angegebenen Klassen sind nicht vergleichbar; dazwischen besteht keine genaue Korrelation.
ANMERKUNG 2 Die in den Tabellen 4 und 5 angegebenen Klassen sind nicht direkt vergleichbar; dazwischen besteht keine genaue Korrelation.
4.2.2 Klassen, bezogen auf das Größtkorn der Gesteinskörnung
Es gilt EN 206-1:2000, 4.2.2
4.3 Festbeton
4.3.1 Druckfestigkeitsklassen
Es gilt EN 206-1:2000, 4.3.1.
4.3.2 Rohdichteklassen für Leichtbeton
Es gilt EN 206-1:2000, 4.3.2.
5 Anforderungen an Beton und Nachweisverfahren
5.1 Grundanforderungen an die Ausgangsstoffe
5.1.1 Allgemeines
Es gilt EN 206-1:2000, 5.1.1.
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Tabelle 5 — Blockierneigungsklassen — Blockierring-Versuch
Klasse Blockierringneigungsmaßin mma, b
(Grenzwerte für individuelle Chargen)
PJ1
PJ2
≤ 10 mit 12 Bewehrungsstäben
≤ 10 mit 16 Bewehrungsstäben a Die Festlegung einer Blockierneigungsklasse kann durch die Angabe eines anderen oberen Grenzwerts ersetzt
werden. b Die Klasseneinteilung gilt nicht für Beton mit einem Größtkorn der Gesteinskörnung über 40 mm.
Tabelle 6 — Sedimentationsstabilitätsklasse
Klasse Sedimentierter Anteil in %a, b
(Grenzwerte für individuelle Chargen)
SR1
SR2
≤ 20
≤ 15 a Die Festlegung einer Klasse der Sedimentationsstabilität kann durch die Angabe eines anderen oberen Grenzwerts
ersetzt werden. b Die Klasseneinteilung gilt nicht für Beton mit Fasern oder leichten Gesteinskörnungen.
ANMERKUNG 1 Die in den Tabellen 2 und 3 angegebenen Klassen sind nicht vergleichbar; dazwischen besteht keine genaue Korrelation.
ANMERKUNG 2 Die in den Tabellen 4 und 5 angegebenen Klassen sind nicht direkt vergleichbar; dazwischen besteht keine genaue Korrelation.
4.2.2 Klassen, bezogen auf das Größtkorn der Gesteinskörnung
Es gilt EN 206-1:2000, 4.2.2
4.3 Festbeton
4.3.1 Druckfestigkeitsklassen
Es gilt EN 206-1:2000, 4.3.1.
4.3.2 Rohdichteklassen für Leichtbeton
Es gilt EN 206-1:2000, 4.3.2.
5 Anforderungen an Beton und Nachweisverfahren
5.1 Grundanforderungen an die Ausgangsstoffe
5.1.1 Allgemeines
Es gilt EN 206-1:2000, 5.1.1.
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5.1.2 Zement
Es gilt EN 206-1:2000, 5.1.2.
5.1.3 Gesteinskörnungen
Es gilt EN 206-1:2000, 5.1.3.
5.1.4 Zugabewasser
Es gilt EN 206-1:2000, 5.1.4.
5.1.5 Zusatzmittel
Es gilt EN 206-1:2000, 5.1.5, zusammen mit dem folgenden Absatz .
Besondere Zusatzmittel, z. B. zur Beeinflussung der Viskosität, mit bekannter Eignung dürfen in selbstver-dichtendem Beton verwendet werden.
5.1.6 Zusatzstoffe (einschließlich Gesteinsmehl und Pigmente)
Es gilt EN 206-1:2000, 5.1.6.
5.2 Grundanforderungen an die Betonzusammensetzung
5.2.1 Allgemeines
Es gilt EN 206-1:2000, 5.2.1.
5.2.2 Wahl des Zementes
Es gilt EN 206-1:2000, 5.2.2.
5.2.3 Verwendung von Gesteinskörnungen
Es gilt EN 206-1:2000, 5.2.3.
5.2.4 Verwendung von Restwasser
Es gilt EN 206-1:2000, 5.2.4, zusammen mit der folgenden Anmerkung:
ANMERKUNG Erfahrungsgemäß kann die unterschiedliche Zusammensetzung von Restwasser (z. B. Feststoffgehalt) die Eigenschaften von SVB beeinflussen, siehe A.4.
5.2.5 Verwendung von Zusatzstoffen
Es gilt EN 206-1:2000, 5.2.5.
5.2.6 Verwendung von Zusatzmitteln
Es gilt EN 206-1:2000, 5.2.6.
5.2.7 Chloridgehalt
Es gilt EN 206-1:2000, 5.2.7.
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5.1.2 Zement
Es gilt EN 206-1:2000, 5.1.2.
5.1.3 Gesteinskörnungen
Es gilt EN 206-1:2000, 5.1.3.
5.1.4 Zugabewasser
Es gilt EN 206-1:2000, 5.1.4.
5.1.5 Zusatzmittel
Es gilt EN 206-1:2000, 5.1.5, zusammen mit dem folgenden Absatz .
Besondere Zusatzmittel, z. B. zur Beeinflussung der Viskosität, mit bekannter Eignung dürfen in selbstver-dichtendem Beton verwendet werden.
5.1.6 Zusatzstoffe (einschließlich Gesteinsmehl und Pigmente)
Es gilt EN 206-1:2000, 5.1.6.
5.2 Grundanforderungen an die Betonzusammensetzung
5.2.1 Allgemeines
Es gilt EN 206-1:2000, 5.2.1.
5.2.2 Wahl des Zementes
Es gilt EN 206-1:2000, 5.2.2.
5.2.3 Verwendung von Gesteinskörnungen
Es gilt EN 206-1:2000, 5.2.3.
5.2.4 Verwendung von Restwasser
Es gilt EN 206-1:2000, 5.2.4, zusammen mit der folgenden Anmerkung:
ANMERKUNG Erfahrungsgemäß kann die unterschiedliche Zusammensetzung von Restwasser (z. B. Feststoffgehalt) die Eigenschaften von SVB beeinflussen, siehe A.4.
5.2.5 Verwendung von Zusatzstoffen
Es gilt EN 206-1:2000, 5.2.5.
5.2.6 Verwendung von Zusatzmitteln
Es gilt EN 206-1:2000, 5.2.6.
5.2.7 Chloridgehalt
Es gilt EN 206-1:2000, 5.2.7.
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5.2.8 Betontemperatur
Es gilt EN 206-1:2000, 5.2.8.
5.3 Anforderungen in Abhängigkeit von Expositionsklassen
Es gilt EN 206-1:2000, 5.3.
5.4 Anforderungen an Frischbeton
5.4.1 Konsistenz von selbstverdichtendem Beton
EN 206-1:2000, 5.4.1 gilt nicht:
Ist die Fließfähigkeit von SVB zu bestimmen, erfolgt dies durch eine Setzfließversuch nach EN 12350-81)
Ist die Viskosität von SVB zu bestimmen, erfolgt dies entweder durch
⎯ die Prüfung der t500-Zeit nach EN 12350-81) oder
⎯ den Trichterauslaufversuch nach EN 12350-91).
Ist die Blockierneigung von SVB zu bestimmen, erfolgt dies entweder durch
⎯ den L-Kasten-Versuch nach EN 12350-101) oder
⎯ den Blockierring-Versuch nach EN 12350-121).
Ist die Sedimentationsstabilität von SVB zu bestimmen, erfolgt dies durch
⎯ den Siebversuch zur Bestimmung der Sedimentationsstabilität nach EN 12350-111).
Ist die Konsistenz des selbstverdichtenden Betons zu bestimmen, muss dies zum Zeitpunkt der Verwendung des Betons oder – bei Transportbeton – zum Zeitpunkt der Lieferung des Betons geschehen.
Wird Beton in einem Fahrmischer oder in einem Fahrzeug mit Rührwerk geliefert, darf die Konsistenz an einer Stichprobe gemessen werden, die zu Beginn des Entladens entnommen wird.
Die Konsistenz ist entweder durch Verweis auf eine Konsistenzklasse nach 4.2.1 oder in besonderen Fällen durch einen Zielwert oder Grenzwert festzulegen. Für die Zielwerte sind die zulässigen Abweichungen in Tabelle 7 angegeben.
1) Die Fließfähigkeit, die Viskosität, die Blockierneigung und die Sedimentationsstabilität können auch durch Alternativprüfverfahren, die am Verwendungsort gelten, bestimmt werden, vorausgesetzt, dass dokumentierte Zusammenhänge zwischen den Ergebnissen dieser Prüfverfahren und den hier genannten Prüfverfahren existieren (siehe EN 206-1:2000, 9.4).
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5.2.8 Betontemperatur
Es gilt EN 206-1:2000, 5.2.8.
5.3 Anforderungen in Abhängigkeit von Expositionsklassen
Es gilt EN 206-1:2000, 5.3.
5.4 Anforderungen an Frischbeton
5.4.1 Konsistenz von selbstverdichtendem Beton
EN 206-1:2000, 5.4.1 gilt nicht:
Ist die Fließfähigkeit von SVB zu bestimmen, erfolgt dies durch eine Setzfließversuch nach EN 12350-81)
Ist die Viskosität von SVB zu bestimmen, erfolgt dies entweder durch
⎯ die Prüfung der t500-Zeit nach EN 12350-81) oder
⎯ den Trichterauslaufversuch nach EN 12350-91).
Ist die Blockierneigung von SVB zu bestimmen, erfolgt dies entweder durch
⎯ den L-Kasten-Versuch nach EN 12350-101) oder
⎯ den Blockierring-Versuch nach EN 12350-121).
Ist die Sedimentationsstabilität von SVB zu bestimmen, erfolgt dies durch
⎯ den Siebversuch zur Bestimmung der Sedimentationsstabilität nach EN 12350-111).
Ist die Konsistenz des selbstverdichtenden Betons zu bestimmen, muss dies zum Zeitpunkt der Verwendung des Betons oder – bei Transportbeton – zum Zeitpunkt der Lieferung des Betons geschehen.
Wird Beton in einem Fahrmischer oder in einem Fahrzeug mit Rührwerk geliefert, darf die Konsistenz an einer Stichprobe gemessen werden, die zu Beginn des Entladens entnommen wird.
Die Konsistenz ist entweder durch Verweis auf eine Konsistenzklasse nach 4.2.1 oder in besonderen Fällen durch einen Zielwert oder Grenzwert festzulegen. Für die Zielwerte sind die zulässigen Abweichungen in Tabelle 7 angegeben.
1) Die Fließfähigkeit, die Viskosität, die Blockierneigung und die Sedimentationsstabilität können auch durch Alternativprüfverfahren, die am Verwendungsort gelten, bestimmt werden, vorausgesetzt, dass dokumentierte Zusammenhänge zwischen den Ergebnissen dieser Prüfverfahren und den hier genannten Prüfverfahren existieren (siehe EN 206-1:2000, 9.4).
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Tabelle 7 — Zulässige Abweichungen für Zielwerte der Konsistenz
Leistungskriterien Zulässige Abweichungen für einzelne Prüfergebnissea
Setzfließmaß
Zulässige Abweichung, in mm ± 50
t500-Zeit
Zulässige Abweichung, in s ± 1
Trichterauslaufzeit
Zielwert, in s < 9 ≥ 9
Zulässige Abweichung, in s ± 3 ± 5 a Die in dieser Tabelle angegebenen Werte gelten, sofern der Nationale Anhang keine abweichenden Werte enthält.
5.4.2 Zementgehalt und Wasserzementwert
Es gilt EN 206-1:2000, 5.4.2.
5.4.3 Luftgehalt
Es gilt EN 206-1:2000, 5.4.3.
5.4.4 Größtkorn der Gesteinskörnung
Es gilt EN 206-1:2000, 5.4.4.
5.5 Anforderungen an Festbeton
Es gilt EN 206-1:2000, 5.5.
6 Festlegung des Betons
6.1 Allgemeines
Es gilt EN 206-1:2000, 6.1, zusammen mit der folgenden Anmerkung.
ANMERKUNG Anhang L enthält weitere Hinweise zu den verschiedenen Konsistenzklassen.
6.2 Festlegung für Beton nach Eigenschaften
6.2.1 Allgemeines
Es gilt EN 206-1:2000, 6.2.1.
6.2.2 Grundlegende Anforderungen
Es gilt EN 206-1:2000, 6.2.2, wobei h) durch den folgenden Text ersetzt wird:
h) Setzfließmaßklasse nach Tabelle 6a oder, in besonderen Fällen, Zielwert des Setzfließmaßes.
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Tabelle 7 — Zulässige Abweichungen für Zielwerte der Konsistenz
Leistungskriterien Zulässige Abweichungen für einzelne Prüfergebnissea
Setzfließmaß
Zulässige Abweichung, in mm ± 50
t500-Zeit
Zulässige Abweichung, in s ± 1
Trichterauslaufzeit
Zielwert, in s < 9 ≥ 9
Zulässige Abweichung, in s ± 3 ± 5 a Die in dieser Tabelle angegebenen Werte gelten, sofern der Nationale Anhang keine abweichenden Werte enthält.
5.4.2 Zementgehalt und Wasserzementwert
Es gilt EN 206-1:2000, 5.4.2.
5.4.3 Luftgehalt
Es gilt EN 206-1:2000, 5.4.3.
5.4.4 Größtkorn der Gesteinskörnung
Es gilt EN 206-1:2000, 5.4.4.
5.5 Anforderungen an Festbeton
Es gilt EN 206-1:2000, 5.5.
6 Festlegung des Betons
6.1 Allgemeines
Es gilt EN 206-1:2000, 6.1, zusammen mit der folgenden Anmerkung.
ANMERKUNG Anhang L enthält weitere Hinweise zu den verschiedenen Konsistenzklassen.
6.2 Festlegung für Beton nach Eigenschaften
6.2.1 Allgemeines
Es gilt EN 206-1:2000, 6.2.1.
6.2.2 Grundlegende Anforderungen
Es gilt EN 206-1:2000, 6.2.2, wobei h) durch den folgenden Text ersetzt wird:
h) Setzfließmaßklasse nach Tabelle 6a oder, in besonderen Fällen, Zielwert des Setzfließmaßes.
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13
6.2.3 Zusätzliche Anforderungen
Es gilt EN 206-1:2000, 6.2.3:
Sofern erforderlich, können zum Erreichen der vorgesehenen Leistung des Betons folgenden Möglichkeiten gewählt und festgelegt werden:
⎯ Viskositätsklasse nach Tabelle 2 oder 3 oder, in besonderen Fällen, ein Zielwert für die t500-Zeit oder die Trichterauslaufzeit;
⎯ Blockierneigungsklasse nach Tabelle 4 oder 5 oder, in besonderen Fällen, ein Mindestwert für das L-Kasten-Verhältnis oder ein Höchstwert für die Blockierring -Stufe;
⎯ Sedimentationsstabilitätsklasse nach Tabelle 6 oder, in besonderen Fällen, ein Höchstwert für den entmischten Anteil;
⎯ weitere technische Anforderungen, z. B. auch Anforderungen an die Dauer der Aufrechterhaltung der festgelegten Konsistenz.
6.3 Festlegung für Beton nach Zusammensetzung
Es gilt EN 206-1:2000, 6.3.
6.4 Festlegung für Standardbeton
Es gilt EN 206-1:2000, 6.4.
7 Lieferung von Frischbeton
7.1 Informationen vom Verwender an den Betonhersteller
Es gilt EN 206-1:2000, 7.1.
7.2 Informationen vom Betonhersteller für den Verwender
Es gilt EN 206-1:2000, 7.2, wobei die Liste im ersten Absatz durch den folgenden Punkt ergänzt wird:
g) Eigenschaften von SVB hinsichtlich des Setzfließmaßes SF und der Sedimentationsstabilität SR.
7.3 Lieferschein für Transportbeton
Es gilt EN 206-1:2000, 7.3.
7.4 Lieferangaben für Baustellenbeton
Es gilt EN 206-1:2000, 7.4.
7.5 Konsistenz bei Lieferung
Es gilt EN 206-1:2000, 7.5.
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6.2.3 Zusätzliche Anforderungen
Es gilt EN 206-1:2000, 6.2.3:
Sofern erforderlich, können zum Erreichen der vorgesehenen Leistung des Betons folgenden Möglichkeiten gewählt und festgelegt werden:
⎯ Viskositätsklasse nach Tabelle 2 oder 3 oder, in besonderen Fällen, ein Zielwert für die t500-Zeit oder die Trichterauslaufzeit;
⎯ Blockierneigungsklasse nach Tabelle 4 oder 5 oder, in besonderen Fällen, ein Mindestwert für das L-Kasten-Verhältnis oder ein Höchstwert für die Blockierring -Stufe;
⎯ Sedimentationsstabilitätsklasse nach Tabelle 6 oder, in besonderen Fällen, ein Höchstwert für den entmischten Anteil;
⎯ weitere technische Anforderungen, z. B. auch Anforderungen an die Dauer der Aufrechterhaltung der festgelegten Konsistenz.
6.3 Festlegung für Beton nach Zusammensetzung
Es gilt EN 206-1:2000, 6.3.
6.4 Festlegung für Standardbeton
Es gilt EN 206-1:2000, 6.4.
7 Lieferung von Frischbeton
7.1 Informationen vom Verwender an den Betonhersteller
Es gilt EN 206-1:2000, 7.1.
7.2 Informationen vom Betonhersteller für den Verwender
Es gilt EN 206-1:2000, 7.2, wobei die Liste im ersten Absatz durch den folgenden Punkt ergänzt wird:
g) Eigenschaften von SVB hinsichtlich des Setzfließmaßes SF und der Sedimentationsstabilität SR.
7.3 Lieferschein für Transportbeton
Es gilt EN 206-1:2000, 7.3.
7.4 Lieferangaben für Baustellenbeton
Es gilt EN 206-1:2000, 7.4.
7.5 Konsistenz bei Lieferung
Es gilt EN 206-1:2000, 7.5.
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8 Konformitätskontrolle und Konformitätskriterien
8.1 Allgemeines
Es gilt EN 206-1:2000, 8.1.
8.2 Konformitätskontrolle für Beton nach Eigenschaften
Es gilt EN 206-1:2000, 8.2.
8.2.1 Konformitätskontrolle für die Druckfestigkeit
Es gilt EN 206-1:2000, 8.2.1.
8.2.2 Konformitätskontrolle für die Spaltzugfestigkeit
Es gilt EN 206-1:2000, 8.2.2.
8.2.3 Konformitätskontrolle für andere Eigenschaften als die Festigkeit
8.2.3.1 Probenahme- und Prüfplan
Es gilt EN 206-1:2000, 8.2.3.1.
8.2.3.2 Konformitätskriterien für andere Eigenschaften als die Festigkeit
Es gilt EN 206-1:2000, 8.2.3.2, zusammen mit den folgenden Anforderungen:
Die Mindesthäufigkeit der Prüfung des Setzfließmaßes muss den Vorgaben aus EN 206-1:2000 zur Bestimmung der Konsistenz oder anderen maßgebenden Normen entsprechen. Die Prüfung der t500-Zeit, der Trichterauslaufzeit, des L-Kasten-Werts, des Blockierneigungmaßes und der Sedimentationsstabilität im Siebversuch erfolgt, wenn Klassen oder Zielwerte angegeben sind. Wenn nicht anders angegeben, ist die Überprüfung der Anforderungen Teil der Erstprüfung.
Wird die Konsistenz in Form von Klassen festgelegt, muss der selbstverdichtende Beton die Kriterien nach den Tabellen 1 bis 6 erfüllen.
Wird die Konsistenz in Form von Zielwerten festgelegt, muss der selbstverdichtende Beton die Kriterien nach Tabelle 7 erfüllen.
8.3 Konformitätskontrolle für Beton nach Zusammensetzung einschließlich Standardbeton
Es gilt EN 206-1:2000, 8.3.
8.4 Maßnahmen bei Nichtkonformität des Produktes
Es gilt EN 206-1:2000, 8.4.
9 Produktionskontrolle
9.1 Allgemeines
Es gilt EN 206-1:2000, 9.1.
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9.2 Systeme der Produktionskontrolle
Es gilt EN 206-1:2000, 9.2.
9.3 Aufgezeichnete Daten und andere Unterlagen
Es gilt EN 206-1:2000, 9.3.
9.4 Prüfung
Es gilt EN 206-1:2000, 9.4.
9.5 Betonzusammensetzung und Erstprüfung
Es gilt EN 206-1:2000, 9.5, wobei der erste Absatz des Unterabschnittes durch den folgenden Text ersetzt wird:
Bei der Herstellung von selbstverdichtendem Beton ist eine Erstprüfung durchzuführen, um einen Beton zu erhalten, der die angegebenen Eigenschaften oder die festgelegte Leistung mit einem ausreichenden Vorhaltemaß erreicht (siehe Anhang A).
9.6 Personal und Ausstattung
9.6.1 Personal
Es gilt EN 206-1:2000, 9.6.1, wobei der erste Absatz des Unterabschnittes durch den folgenden Text ersetzt wird:
Kenntnisstand, Schulung und Erfahrung des mit der Herstellung und der Produktionskontrolle befassten Personals müssen der Art des Betons, z. B. Selbstverdichtender Beton, hochfester Beton, Leichtbeton, angemessen sein.
9.6.2 Ausstattung
Es gilt EN 206-1:2000, 9.6.2.
9.7 Dosieren der Ausgangsstoffe
Es gilt EN 206-1:2000, 9.7.
9.8 Mischen des Betons
Es gilt EN 206-1:2000, 9.8.
9.9 Verfahren der Produktionskontrolle
Es gilt EN 206-1:2000, 9.9, zusammen wird der folgenden Anmerkung:
ANMERKUNG Zur Herstellung eines gleich bleibenden selbstverdichtenden Betons sind unbedingt Ausgangsstoffe mit gleich bleibenden Eigenschaften zu verwenden. Diese Eigenschaften sollten häufiger als beim üblichen Beton kontrolliert werden.
Es gilt EN 206-1:2000, 9.9, Tabelle 24, mit Ausnahme der Zeilen 6 und 7 zur Konsistenz.
Für die Konsistenz von SVB gilt die folgende Tabelle 8.
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EN 206-9:2010 (D)
16
Tabelle 8 — Kontrolle der Herstellverfahren und der Konsistenz für SVB
Gegenstand der Prüfung
Überprüfung/ Prüfung
Zweck Mindesthäufigkeit
1 Konsistenz Augenscheinprüfung Vergleich mit dem üblichen Erscheinungsbild
Jede Mischung oder Ladung
2 Konsistenzprüfung nach EN 12350-8 (Setzfließversuch)
Nachweisen des Erzielens der festgelegten Werte für die Konsistenz und Über-prüfen z. B. möglicher Änderungen des Wassergehaltes
Mindestens einmal täglich.
Bei Prüfung der Druckfestigkeit (gleiche Häufigkeit).
Bei Prüfung des Luftgehalts.
Im Zweifelsfall nach der Augen-scheinprüfung.
3 Konsistenzprüfung nach EN 12350-9 (Trichterauslaufversuch), -10 (L-Kasten-Versuch), -11 (Bestimmung der Sedimentationsstabilität im Siebversuch), -12 (Blockierring-Versuch)
Nachweisen des Erzielens der angegebenen Werte für die Konsistenz
Bei Durchführung der Erstprü-fung.
Vor Verwendung einer neuen Betonzusammensetzung.
Bei einer Änderung der Aus-gangsstoffe.
Im Zweifelsfall nach der Augen-scheinprüfung oder der Prüfung des Setzfließmaßes.
10 Beurteilung der Konformität
Es gilt EN 206-1:2000, Abschnitt 10.
11 Bezeichnung für Beton nach Eigenschaften
Es gilt EN 206-1:2000, Abschnitt 11.
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EN 206-9:2010 (D)
17
Anhang A (normativ)
Erstprüfung
A.1 Allgemeines
Es gilt EN 206-1:2000, A.1.
A.2 Zuständigkeit für Erstprüfungen
Es gilt EN 206-1:2000, A.2.
A.3 Häufigkeit der Erstprüfungen
Es gilt EN 206-1:2000, A.3.
A.4 Prüfbedingungen
Es gilt EN 206-1:2000, A.4, zusammen mit den beiden Festlegungen:
Im Falle von selbstverdichtendem Beton müssen die Erstprüfungen eine Untersuchung der Robustheit der Betonrezeptur gegenüber Schwankungen des Wassergehalts mit einschließen. Der zulässige Bereich des Wassergehaltes, innerhalb dessen die Festlegungen für den Frischbeton (hinsichtlich Fließfähigkeit, Viskosi-tät, Blockierneigung und Sedimentationsstabilität) erfüllt werden, ist festzulegen.
Wird Restwasser verwendet ist in den Erstprüfungen nachzuweisen, dass die Eigenschaften des Frischbetons ausreichend sind. Dabei sind die Schwankungen im Feststoffgehalt und die chemische Analyse des Restwassers in der betreffenden Dosieranlage zu berücksichtigen.
A.5 Kriterien für die Annahme von Erstprüfungen
Es gilt EN 206-1:2000, A.5, zusammen mit den beiden Festlegungen.
Für selbstverdichtenden Beton ist in den Erstprüfungen nachzuweisen, dass im geforderten Bereich des Setzfließmaßes die Betonmischung die angegebenen Eigenschaften in Bezug auf Viskosität, Blockierneigung und Sedimentationsstabilität dauerhaft aufweist.
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EN 206-9:2010 (D)
18
Anhang B (normativ)
Identitätsprüfung für die Druckfestigkeit
Es gilt EN 206-1:2000, Anhang B.
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EN 206-9:2010 (D)
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Anhang C (normativ)
Regelungen für die Bewertung, die Überwachung und Zertifizierung der
Produktionskontrolle
Es gilt EN 206-1:2000, Anhang C.
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Anhang D (informativ)
Literaturhinweise
Es gilt EN 206-1:2000, Anhang D zusammen mit folgender Veröffentlichung:
BIBM/CEMBUREAU/ERMCO/EFCA/EFNARC: The European Guidelines for Self-Compacting Concrete – Specification, Production and Use. May 2005 (Europäische Richtlinien für SCC. Feststellung, Produktion und Anwendung)
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EN 206-9:2010 (D)
21
Anhang E (informativ)
Leitlinie für die Anwendung des Prinzips der gleichwertigen
Betonleistungsfähigkeit
Es gilt EN 206-1:2000, Anhang E.
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EN 206-9:2010 (D)
22
Anhang F (informativ)
Empfehlungen für Grenzwerte der Betonzusammensetzung
Es gilt EN 206-1:2000, Anhang F.
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EN 206-9:2010 (D)
23
Anhang H (informativ)
Zusätzliche Vorschriften für hochfesten Beton
Es gilt EN 206-1:2000, Anhang H.
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Anhang J (informativ)
Leistungsbezogene Entwurfsverfahren hinsichtlich der Dauerhaftigkeit
Es gilt EN 206-1:2000, Anhang J.
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Anhang K (informativ)
Betonfamilien
Es gilt EN 206-1:2000, Anhang K.
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Anhang L (informativ)
Hinweise für Anforderungen an
selbstverdichtenden Beton im frischen Zustand
L.1 Allgemeines
Die besonderen Anforderungen an SVB im frischen Zustand hängen von der Art der Anwendung ab, sowie insbesondere von:
⎯ Einschränkungen in Zusammenhang mit der Geometrie der Betonbauteile sowie Art, Anordnung und Anzahl der Einbauteile (Bewehrungsdichte und -abstand, Betondeckung und Aussparungen usw.);
⎯ der Betoniereinrichtung (Pumpe, direkt vom Fahrmischer, Betonkübel);
⎯ der Betoneinbringung (Anzahl der Einbringstellen);
⎯ Oberflächenbearbeitung/Nachbehandlung
Das System der Klasseneinteilung nach Abschnitt 4 ermöglicht eine geeignete Festlegung von SVB, um diese Anforderungen, die durch vier wesentliche Prüfparameter charakterisiert sind, abzudecken:
⎯ Fließfähigkeit und Füllfähigkeit Setzfließmaß SF
⎯ Viskosität Viskosität VS oder VF
⎯ Blockierneigung Blockierneigung PL oder PJ;
⎯ Entmischungswiderstand Sedimentationsstabilität SR.
Die Eigenschaften von selbstverdichtendem Beton, die für eine gegebene Anwendung geeignet sind, sollten aus diesen vier Parametern gewählt werden und anschließend durch Angabe einer Klasse oder eines Zielwertes nach 5.4.1 festgelegt werden.
Im Falle von Betonfertigteilen und Baustellenbeton ist es üblich, die Eigenschaften des fertigen Betons unmittelbar am Produkt nachzuweisen. Für Transportbeton sollten die Parameter und Klassen auf der Grundlage der Erfahrungen des Bauunternehmens, des Betonherstellers oder basierend auf besonderen Versuchen sorgfältig gewählt, kontrolliert und begründet werden. Es ist daher wichtig, dass der Aus-schreibende des Betons und der Betonhersteller vor dem Beginn des Betonierens diese Parameter be-sprechen und eindeutig definieren.
In der Regel wird das Setzfließmaß festgelegt.
Wird wenig oder keine Bewehrung verwendet, kann es sein, dass Anforderungen an die Blockierneigung (bzw. Durchgangsfähigkeit) unnötig sind, siehe L.2.3. Wird eine gute Oberflächenbeschaffenheit gefordert oder wenn die Bewehrungsdichte hoch ist, kann die Viskosität wichtig sein, siehe L.2.2. Die Stabilität gewinnt bei höherer Fließfähigkeit und niedrigerer Viskosität an Bedeutung.
Anforderungen an die Dauer der Aufrechterhaltung der festgelegten Konsistenz hängen vom Transport und von der Einbauzeit sowie von der Betontemperatur ab. Sie sollten bestimmt und festgelegt werden, damit die Eigenschaften des selbstverdichtenden Betons im frischen Zustand während dieses Zeitraums aufrecht-erhalten werden.
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EN 206-9:2010 (D)
27
Sofern möglich, sollte selbstverdichtender Beton in einem ununterbrochenen Arbeitsgang eingebracht werden. Daher sollte die Liefergeschwindigkeit der Einbaugeschwindigkeit angepasst werden und mit dem Hersteller vereinbart werden, um Unterbrechungen bei der Einbringung auf Grund von Verzögerungen bei der Lieferung oder nach Eintreffen des Betons auf der Baustelle zu vermeiden.
L.2 Empfehlungen zur Klasseneinteilung von selbstverdichtendem Beton
L.2.1 Setzfließmaß
Das Setzfließmaß bezieht sich auf die Fließfähigkeit und die Füllfähigkeit für beliebige Einbausituationen; in der Regel wird das Setzfließmaß festgelegt.
Die Prüfung eignet sich nicht für selbstverdichtende Betone, bei denen das Größtkorn der Gesteinskörnung mehr als 40 mm beträgt.
L.2.2 Viskosität
SVB mit niedriger Viskosität fließt anfangs sehr schnell, hört dann aber zu fließen auf. SVB mit hoher Viskosität kann über einen längeren Zeitraum weiter fließen. Die Viskosität kann entweder durch Bestimmung der t500-Zeit (im Setzfließversuch) oder durch Bestimmung der Trichterauslaufzeit beurteilt werden.
Der Trichterauslauf-Versuch eignet sich nicht für SVB mit einem Größtkorn der Gesteinskörnung größer als 22,4 mm.
Es kann sinnvoll sein, während der Setzfließversuch die t500-Zeit zu bestimmen, um die Einheitlichkeit des SVB in den verschiedenen Chargen zu bestätigen.
L.2.3 Blockierneigung ( Durchgangsfähigkeit)
Die Blockierneigung bezieht sich auf die Fähigkeit des Frischbetons, ohne Verlust der Gleichmäßigkeit und blockierfrei durch enge Bereiche und schmale Öffnungen wie z. B. durch Bereiche mit dichter Bewehrung zu fließen. Bei der Festlegung der Blockierneigung ist es notwendig, die Geometrie der Bewehrung zu beachten.
Die maßgebenden Abmessung ist die kleinste Öffnung, durch die der SVB kontinuierlich fließen muss („Durchflussöffnung“), um die Schalung auszufüllen.
Für komplexe Bauteile mit Durchflussöffnungen kleiner als 60 mm kann es notwendig sein, spezielle Modell-versuche durchzuführen.
L.2.4 Sedimentationsstabilität
Die Sedimentationsstabilität beschreibt den Entmischungswiderstand und ist eine grundlegende Voraus-setzung für die Homogenität und Qualität von selbstverdichtendem Beton auf der Baustelle.
Im selbstverdichtenden Beton kann während des Einbaus eine dynamische Entmischung und nach dem Einbau – jedoch vor dem Erhärten – eine statische Entmischung stattfinden. Die statische Entmischung ist vor allem für hohe Bauteile nachteilig. Aber auch in dünnen Platten kann sie zu Oberflächenfehler wie z. B. Rissbildung oder einer schlechten Oberflächenqualität führen.
Die Prüfung der Sedimentationsstabilität gilt nicht für Faser- und Leichtbeton.
Die Stabilität ist ein wichtiger Parameter bei höheren Setzfließmaßklassen bzw. bei niedrigeren Viskositätsklassen. Weitere Hinweise zur Herstellung und zu anderen Aspekten von SVB sind den European Guidelines for Self-Compacting Concrete – Specification, Production and Use (Europäische Richtlinien für SCC – Feststellung, Produktion und Anwendung) zu entnehmen.
DIN EN 206-9:2010-09
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Nationaler Anhang – National festgelegte Parameter – Eurocode 2: Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken - Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau, Berichtigung zu DIN EN 1992-1-1/NA:2011-01 National Annex – Nationally determined parameters – Eurocode 2: Design of concrete structures Part 11: General rules and rules for buildings, Corrigendum to DIN EN 199211/NA:201101
Annexe Nationale – Paramètres déterminés au plan national – Eurocode 2: Calcul des structures en béton Partie 11: Règles générales et règles pour les bâtiments, Corrigendum à DIN EN 199211/NA:201101
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DIN EN 1992-1-1/NA Ber 1:2012-06
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In DIN EN 1992-1-1/NA:2011-01 sind folgende Korrekturen vorzunehmen:
1 Berichtigung zum Vorwort
Zum Vorwort wird folgender Absatz ergänzt:
Bei Bildern, Tabellen und Gleichungen, die national verändert werden, wird statt des „N“ ein „DE“ nachgestellt (z. B. Gleichung 7.6DE statt 7.6N).
2 Berichtigung zu NA 2.1
"J.1(3)" wird berichtigt in "J.1 (2)".
3 Berichtigung zu NCI zu 1.2.2
DIN 1045-3 wird um das Ausgabedatum „2008-08“ ergänzt.
Der Titel von DIN EN 1536 wird korrigiert in „Ausführung von Arbeiten im Spezialtiefbau — Bohrpfähle“
Die Verweise auf E DIN EN 13670, DIN EN ISO 17660-1 und DIN EN ISO 15630-3 werden gestrichen, da schon in den Verweisungen von DIN EN 1992-1-1 erfasst.
Ergänzt wird:
NA DIN EN ISO 4063, Schweißen und verwandte Prozesse – Liste der Prozesse und Ordnungsnummern
4 Berichtigung zu NDP zu 2.4.2.4 (1)
Die Bezeichnung der Tabelle NA.2.1 wird durchgehend ersetzt durch Tabelle 2.1DE.
Die Tabelle 2.1DE wird ergänzt durch eine Zeile für die Bemessungssituation der Ermüdung.
Ermüdung γC,fat = 1,5 γS,fat = 1,15
5 Berichtigung zu NCI zu 2.6 (2)
Das Wort „verbindlich“ wird ersetzt durch „anzuwenden“.
6 Berichtigung zu NCI zu 2.8
Im Abschnitt NA.2.8.2 wird Absatz (4)P ergänzt:
(4)P Für Schalungs- und Traggerüste, für die eine statische Berechnung erforderlich ist, sind Zeichnungen für die Baustelle anzufertigen; ebenso für Schalungen, die hohen seitlichen Druck des Frischbetons aufnehmen müssen.
7 Berichtigung zu NCI zu 3.1.1
Der Satzanfang im Absatz (NA.3) wird ergänzt um „Die Abschnitte…“.
8 Berichtigung zu NCI zu 3.1.3
Der NCI bezieht sich auf NCI zu 3.1.2 (3).
Fußnote 3) Die analytischen Beziehungen der letzten 6 Zeilen der Tabelle 3.1 gelten für fck ≥ 50 N/mm².
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DIN EN 1992-1-1/NA Ber 1:2012-06
3
9 Berichtigung zu NCI zu 3.1.4 (6)
In der ANMERKUNG wird der Begriff „Nennwerte“ durch „Grundwerte“ ersetzt.
10 Berichtigung zu NCI zu 3.2.1 (3)P
Einleitend wird ergänzt „Der Absatz wird ersetzt durch:“
11 Berichtigung zu NCI zu 3.2.1 (4)
Die Anmerkung wird berichtigt in:
„ANMERKUNG Die Streckgrenze fyk (Re nach den Normen der Reihe DIN 488) und die Zugfestigkeit ftk (Rm nach den Normen der Reihe DIN 488) werden jeweils als charakteristische Werte definiert; sie ergeben sich aus der Last bei Erreichen der Streckgrenze bzw. der Höchstlast, geteilt durch den Nennquerschnitt."
12 Berichtigung zu NCI zu 3.2.2 (1)
Vor den letzten beiden Sätzen (Anmerkung 1 und Anmerkung 2) wird eingefügt
„NCI Zu 3.2.2 (2)“
13 Berichtigung zu NDP zu 3.2.7 (2)
Der Absatz a) in DIN EN 1992-1-1 wird ersetzt durch
a) ein ansteigender oberer Ast mit einer Dehnungsgrenze εud = 0,025.
Für Betonstahl B500A und B500B darf für ftk,cal = 525 N/mm² (rechnerische Zugfestigkeit bei εud = 0,025) angenommen werden.
14 Berichtigung zu NCI zu 3.2.7 (NA.5)
Im Text wird „NCI zu 5.7“ ersetzt durch „NCI zu 5.7 (NA.10)“.
15 Berichtigung zu NCI zu 3.2.7 (NA.5)
In der Bildunterschrift von Bild NA.3.8.1 wird „Spannungs-Dehnungslinie“ durch „Spannungs-Dehnungs-Linie“ ersetzt.
16 Berichtigung zu NCI zu 3.3.2 (4)
Die NCI zu 3.3.2 (4) wird berichtigt in:
„Für die Relaxationsklassen gelten die Festlegungen der Zulassungen.
Diese NCI ersetzt die Abschnitte 3.3.2 (4) bis 3.3.2 (7).“
17 Berichtigung zu NDP zu 3.3.6 (7)
Die ersten beiden NDP-Absätze werden wie folgt geändert und ersetzen den ersten Listenpunkt in DIN EN 1992-1-1:
ein ansteigender Ast mit einer Dehnungsgrenze von εud = εp(0) + 0,025 ≤ 0,9εuk. (mit: εp
(0) als Vordehnung des Spannstahls); oder
18 Berichtigung zu NCI zu 3.3.6 (NA.9)
Im Text zu (NA.9) wird „NCI zu 5.7“ ersetzt durch „NCI zu 5.7 (NA.10)“.
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DIN EN 1992-1-1/NA Ber 1:2012-06
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In der Bildunterschrift von Bild NA.3.10.1 wird „Spannungs-Dehnungslinie“ durch „Spannungs-Dehnungs-Linie“ ersetzt.
19 Berichtigung zu NCI zu 3.4.1
Die Absatznummer „(1)P“ wird ersetzt durch „(NA.1)P“.
20 Berichtigung zu NDP zu 4.4.1.2 (3) Der erste Satz wird ergänzt: Die Werte cmin,b für Hüllrohre von Spanngliedern sind:
21 Berichtigung zu NDP zu 4.4.1.2 (5)
Die Bezeichnungen der Tabellen NA.4.3, NA.4.4 und NA.4.5 werden durchgehend ersetzt durch Tabellen 4.3DE, 4.4DE und 4.5DE.
22 Berichtigung zu NDP zu 4.4.1.2 (13)
Die ANMERKUNG wird in ANMERKUNG 2 umbenannt.
23 Berichtigung zu NCI zu 5.1.1 (3)
Das Wort „verbindlich“ wird ersetzt durch „anzuwenden“.
24 Berichtigung zu NCI zu 5.1.2 (1)P
Das Wort „verbindlich“ wird ersetzt durch „anzuwenden“.
25 Berichtigung zu NCI zu 5.3.2.1 (2)
Diese NCI ersetzt die Anmerkung zu Bild 5.2; folgender Satz wird dabei ergänzt:
"Die Länge des Kragarms l3 sollte kleiner als die halbe Länge des benachbarten Feldes sein."
26 Berichtigung zu NDP zu 5.6.3 (4)
Bild NA.5.6 wird umbenannt in Bild 5.6DE.
27 Berichtigung zu NCI zu 5.7 (NA.10)
In Gleichung (NA.5.12.7) wird „α“ ersetzt durch „αcc“.
28 Berichtigung zu NDP zu 5.8.3.1 (1)
Die Gleichungen (NA.5.13.a) und (NA.5.13.b) werden umbenannt in Gleichungen (5.13.aDE) und (5.13.bDE).
29 Berichtigung zu NCI zu 5.8.3.3 (1)
Gleichung (NA.5.18) wird umbenannt in Gleichung (5.18DE).
30 Berichtigung zu NDP zu 5.8.5 (1)
ANMERKUNG 1 Die vereinfachte Methode a) Verfahren auf Grundlage einer Nennsteifigkeit kann in Deutschland entfallen.
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31 Berichtigung zu NDP zu 5.8.6 (3)
Vor „γCE = 1,5“ wird ergänzt: „Dabei ist“.
Die Indizes der Teilsicherheitsbeiwerte werden berichtigt in γC und γCE.
32 Berichtigung zu NCI zu 5.8.8.2 (4)
Neuer NCI zu 5.8.8.2 (4)
Der dritte Satz in der Anmerkung entfällt.
33 Berichtigung zu NCI zu 5.8.9 (3) Die Zusatzausmitte eaz wird umbenannt in eiz.
34 Berichtigung zu NDP zu 5.10.1 (6)
Der letzte Satz wird ersetzt durch:
ANMERKUNG Zum Verfahren E siehe auch DAfStb-Heft 600.
35 Berichtigung zu NDP zu 5.10.9 (1)P
Bei beiden Anstrichen wird das Wort „- für“ vorangestellt.
36 Berichtigung zu NCI zu 5.11 (2)P
Das Wort „verbindlich“ wird ersetzt durch „anzuwenden“.
37 Berichtigung zu NCI zu 6.2.2 (1)
Die Gleichungen (NA.6.3a)) und (NA.6.3b)) werden umbenannt in (6.3aDE) und (6.3bDE).
38 Berichtigung zu NCI zu 6.2.2 (6)
NDP zu 6.2.2 (6) wird ergänzt:
ANMERKUNG Durch die o. a. Festlegung der einzelnen Abminderungsbeiwerte ν kann Gleichung (6.6N) entfallen.
39 Berichtigung zu NCI zu 6.2.2 (7)
NCI zu 6.2.2 (7) wird berichtigt:
Der Absatz 6.2.2 (7) wird ersetzt:
"(7) Träger mit auflagernahen Lasten dürfen alternativ auch mit Stabwerkmodellen bemessen werden. Konsolen sind in der Regel mit Stabwerkmodellen zu bemessen. Siehe 6.5."
40 Berichtigung zu NDP zu 6.2.3 (2)
Die Gleichungen (NA.6.7a) und (NA.6.7b) werden umbenannt in Gleichungen (6.7aDE) und (6.7bDE); "σcd" ist durch "σcp" zu ersetzen.
41 Berichtigung zu NCI zu 6.2.3 (4)
NCI zu 6.2.3 (4) wird gestrichen.
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42 Berichtigung zu NCI zu 6.2.5 (2)
Vor „mit Hochdruckwasserstrahlen“ wird „z. B.“ ergänzt.
43 Berichtigung zu NCI zu 6.2.5 (5)
Einleitend wird ergänzt „Der Absatz wird ersetzt durch:“
44 Berichtigung zu NCI zu 6.3.2 (1)
Einleitend wird ergänzt: „Die Definition der effektiven Wanddicke wird ersetzt durch:“
45 Berichtigung zu NCI zu 6.3.2 (3)
Die Bezeichnung ΣAsw wird ersetzt durch Asw /sw.
In Gleichung (NA.6.28.1) wird „tEd“ ersetzt durch „TEd“.
46 Berichtigung zu NCI zu 6.4.1 (2)P In Bild NA.6.12.1 wird in der Gleichung für a1 der Term „2d“ ersetzt durch „2b“.
47 Berichtigung zu NCI zu 6.4.3 (3)
In Gleichung (NA.6.39.1) wird der Index „x“ durch den Index „z“ ersetzt.
48 Berichtigung zu NDP zu 6.4.3 (6)
Bild NA.6.21 wird umbenannt in Bild 6.21DE.
49 Berichtigung zu NCI zu 6.4.4 (2)
Unter Gleichung (NA.6.51.1) wird ergänzt:
ANMERKUNG Ein weiterer Ansatz zur Bestimmung des Lasterhöhungsfaktors β in Gleichung (NA.6.51.1) ist in DAfStb-Heft 600 enthalten.
50 Berichtigung zu NCI zu 6.4.4 (2)
In Bild NA.6.21.1 wird in der Legende der Begriff „Fundamentlast“ ersetzt durch den Begriff „Fundamenteigenlast“.
51 Berichtigung zu NCI zu 6.4.5 (1)
Im Absatz „Für aufgebogene Durchstanzbewehrung…“ wird die Klammer „(statt 0,67)“ gestrichen.
Das Formelzeichen „a1“ wird durch „s0“ und das Formelzeichen „a2“ durch „(s0 + s1)“ ersetzt.
52 Berichtigung zu NDP zu 6.4.5 (3)
Einleitend wird ergänzt „Der Absatz wird ersetzt durch:“
Nach dem Begriff „Maximaltragfähigkeit“ wird „vRd,max“ ergänzt.
Zum NDP wird ergänzt: „Bei Fundamenten ist der iterativ ermittelte kritische Rundschnitt u für u1 einzusetzen.“
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53 Berichtigung zu NCI zu 6.4.5 (NA.6)
In Gleichung (NA.6.54.1), in Bild NA.6.22.1 und in Tabelle NA.6.1.1 wird der Index „x“ durch den Index „z“ ersetzt.
Die Legende in Bild NA.6.22.1 muss heißen: 1 – Rand „y“ und 2 – Rand „z“
In Tabelle NA.6.1.1, Zeile 3, Spalte 2 wird der Wert von 0,124 auf 0,125 geändert.
54 Berichtigung zu NDP zu 6.5.2 (2)
Die Gleichungen (NA.6.57a), (NA.6.57b) und (NA.6.57c) werden umbenannt in Gleichungen (6.57aDE), (6.57bDE) und (6.57cDE).
55 Berichtigung zu NCI zu 6.5.3 (1) Nach dem Term „fyd“ wird „nach 3.2 bzw.“ ergänzt:
56 Berichtigung zu NCI zu 6.7 (4)
Der Begriff „der Spaltzugkräfte“ wird ersetzt durch den Begriff „dieser Querzugkräfte“.
57 Berichtigung zu NCI zu 6.8.2 (2)P
Einleitend wird ergänzt: „In der Definition des Verhältniswerts der Verbundfestigkeit werden der zweite und der dritte Satz ersetzt durch:“
58 Berichtigung zu NDP und NCI zu 6.8.4 (1)
Die Tabellen NA.6.3 und NA.6.4 werden umbenannt in Tabellen 6.3DE und 6.4DE.
59 Berichtigung zu NCI zu 6.8.7 (3)
Der zweite Satz in DIN EN 1992-1-1, 6.8.7 (3), wird ersetzt durch
„In diesem Fall ist in der Regel die Betondruckfestigkeit fcd,fat mit dem Festigkeitsabminderungsbeiwert ν1 nach NDP zu 6.2.3 (2) zu reduzieren“.
60 Berichtigung zu NCI zu 7.3.1 (5)
Die Tabelle NA.7.1 wird umbenannt in Tabelle 7.1DE.
61 Berichtigung zu NDP zu 7.3.2 (4)
Einleitend wird ergänzt: „Der Absatz wird ersetzt durch:“
62 Berichtigung zu NCI zu 7.3.3 (2) „NCI Zu 7.3.3 (2)“ wird berichtigt in „NDP Zu 7.3.3 (2)“
Die Tabelle NA.7.2 wird umbenannt in Tabelle 7.2DE.
In der Gleichung zu Fußnote a) in Tabelle 7.2DE wird die Variable σ durch φ ersetzt.
In der Erläuterung zu Ac,eff wird der Term heff ersetzt durch hc,ef.
Die Gleichungen (NA.7.6), (NA.7.7) und (NA.7.7.1) werden umbenannt in Gleichungen (7.6DE), (7.7DE) und (7.7.1DE).
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63 Berichtigung zu NDP zu 8.3 (2)
Tabelle NA.8.1 wird umbenannt in Tabelle 8.1DE.
64 Berichtigung zu NCI zu 8.5 und Bild NA.8.5
Bild NA.8.5 wird umbenannt in Bild 8.5DE.
65 Berichtigung zu NDP zu 8.6 (2)
NDP zu 8.6 (2) wird ergänzt:
Die Verankerungskraft Fbtd darf nicht angesetzt werden.
Gleichung (NA.8.8) wird umbenannt in Gleichung (8.8DE).
66 Berichtigung zu NCI zu 8.7.3 (1)
Tabelle NA.8.3 wird umbenannt in Tabelle 8.3DE.
67 Berichtigung zu NCI zu 8.7.4.1 (3)
Präfix „NCI“ wird ergänzt.
68 Berichtigung zu NCI zu 8.8 (NA.13)
In Bild NA.8.11.1 werden ersetzt:
der Begriff „Querbewegung“ durch „Querbewehrung“,
das Formelzeichen Ash durch Ast und
das Formelzeichen ai durch al.
69 Berichtigung zu NCI zu 8.8 (NA.20)P In Bild NA.8.11.3 wird zu Asw ≥ 0,18 As/m ergänzt: „Steckbügel bei mehrlagiger Bewehrung“.
70 Berichtigung zu NCI zu 8.10.2.2 (1) Nach dem Begriff „Querschnittsfläche“ wird das Formelzeichen „Ap
“ ergänzt.
71 Berichtigung zu NCI zu 8.10.2.3 (4) und NCI zu Bild 8.17
Bild NA.8.17 wird umbenannt in Bild 8.17DE.
In der Legende zu Bild 8.17DE wird unter 2 der Begriff „Übertragung“ ersetzt durch „Übertragungslänge“.
72 Berichtigung zu NDP zu 9.2.1.1 (3)
Nach dem Begriff „Summe“ wird „der Querschnittsfläche“ ergänzt.
73 Berichtigung zu NDP zu 9.2.1.2 (1)
Es wird ergänzt: „ANMERKUNG 2 entfällt.“
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DIN EN 1992-1-1/NA Ber 1:2012-06
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74 Berichtigung zu NCI zu 9.2.1.4 (2)
Gleichung (NA.9.3) wird umbenannt in Gleichung (9.3DE).
75 Berichtigung zu NDP zu 9.2.2 (4)
Bild NA.8.5 wird umbenannt in Bild 8.5DE.
76 Berichtigung zu NDP zu 9.2.2 (5)
Einleitend wird ergänzt „Der Mindestquerkraftbewehrungsgrad ρw,min beträgt:“
Die Gleichungen (NA.9.5a) und (NA.9.5.b) werden umbenannt in Gleichungen (9.5aDE) und (9.5bDE).
77 Berichtigung zu NDP zu 9.2.2 (7)
Die Gleichung (NA.9.7) wird umbenannt in Gleichung (9.7DE).
78 Berichtigung zu NCI zu 9.2.3 (1)
Bild NA.8.5 wird umbenannt in Bild 8.5DE.
79 Berichtigung zu NCI zu 9.3.1.1 (1)
Die Anmerkung in DIN EN 1992-1-1 wird ersetzt durch:
ANMERKUNG Bei Platten mit geringem Risiko von Sprödbruch darf As,min alternativ mit dem 1,2-fachen derjenigen Querschnittsfläche berechnet werden, die für den Nachweis im GZT benötigt wird.
80 Berichtigung zu NCI zu 9.3.1.1 (2)
Der Term „φquer,min“ wird ersetzt durch „min φquer“.
81 Berichtigung zu NDP zu 9.3.1.1 (3)
Einleitend wird ergänzt „Es gilt:“
82 Berichtigung zu NCI zu 9.3.1.2 (2)
Einleitend wird ergänzt „Der letzte Satz wird ersetzt durch:“
83 Berichtigung zu NCI zu 9.3.2 (4)
Einleitend wird ergänzt „Die Gleichungen (9.9) und (9.10) werden ersetzt durch:“
84 Berichtigung zu NCI zu 9.3.2 (5)
Einleitend wird ergänzt „Der Absatz wird ersetzt durch:“
Der Begriff „größte“ wird durch „maximale“ ersetzt.
85 Berichtigung zu NCI zu 9.4.3 (2)
Gleichung (NA.9.11) wird umbenannt in Gleichung (9.11DE).
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DIN EN 1992-1-1/NA Ber 1:2012-06
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86 Berichtigung zu NCI zu 9.4.3 (4)
Bild NA.9.10 wird umbenannt in Bild 9.10DE.
87 Berichtigung zu NDP zu 9.5.2 (2)
Gleichung (NA.9.12) wird umbenannt in Gleichung (9.12DE).
88 Berichtigung zu NCI zu 9.5.2 (4)
Einleitend wird ergänzt „Der zweite Satz wird ersetzt durch:“
89 Berichtigung zu NCI zu 9.5.3 (2)
Bild NA.8.5 wird umbenannt in Bild 8.5DE.
90 Berichtigung zu NCI zu 9.6.1
In Tabelle NA.9.3 ist die Zeilennummerierung in 2 und 3 zu berichtigen.
91 Berichtigung zu NDP zu 9.6.3 (1)
Der Begriff „lotrechten“ ist durch den Begriff „vertikalen“ zu ersetzen.
92 Berichtigung zu NDP zu 9.6.3 (2)
„NDP Zu 9.6.3 (2)“ wird geändert in „NCI Zu 9.6.3 (2)“
Einleitend wird ergänzt „Der Absatz wird ersetzt durch:“
Der Begriff „waagerechten“ ist durch den Begriff „horizontalen“ zu ersetzen.
93 Berichtigung zu NCI zu 9.6.4 (2)
Einleitend wird ergänzt „Die Anmerkung wird ersetzt durch:“
94 Berichtigung zu NDP zu 9.7 (1)
Es wird ergänzt:
„Der größere Wert ist maßgebend.“
95 Berichtigung zu NCI zu 9.10.2.2 (2)
Das Formelzeichen „ls“ wird ersetzt durch das Formelzeichen „l0“.
96 Berichtigung zu NCI zu 10.3.2.1 (1)
Die Anmerkung 1 wird berichtigt:
„ANMERKUNG 1 Der Abschnitt gilt nicht im Zusammenhang mit den Gleichungen in Abschnitt 3.3.2 (7). Er kann im Zusammenhang mit den allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen angewendet werden, sofern in diesen nichts anderes festgelegt wird.“
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DIN EN 1992-1-1/NA Ber 1:2012-06
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97 Berichtigung zu NCI zu 10.9.2 (2)
Bild NA.10.1 wird umbenannt in Bild 10.1DE und durch folgendes Bild ersetzt:
98 Berichtigung zu NCI zu 10.9.3 (4)
Bild NA.10.2 a) wird umbenannt in Bild 10.2aDE.
99 Berichtigung zu NCI zu 10.9.4.1 (3)P
Die NCI ersetzt den letzten Satz.
100 Berichtigung zu Bild 10.4
Die folgende NCI zu Bild 10.4 wird ergänzt:
NCI Zu Bild 10.4
ANMERKUNG Das Bild zeigt nur die wesentlichen Merkmale des Stabmodells.
101 Berichtigung zu NCI NA.10.9.8
Absatz (4) wird berichtigt in:
„Die Mindestquerschnittsabmessungen nach NCI zu 9.5.1 (1) …“
102 Berichtigung zu NCI zu 11.3.2 (1)
Der zweite Satz ist eine Anmerkung.
103 Berichtigung zu NDP zu 11.3.5 (1)P
Der Begriff „Spannungs-Dehnungslinie“ wird durch „Spannungs-Dehnungs-Linie“ ersetzt.
104 Berichtigung zu NCI zu 11.6
Diese NCI wird gestrichen.
105 Berichtigung zu NDP zu 11.6.2 (1)
v1 wird berichtigt in vl.
Es wird ergänzt: "ANMERKUNG 2 gilt nicht."
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106 Berichtigung zu NCI zu 11.6.2 (NA.2)
Gleichungen (NA 6.7a) und (NA 6.7b) werden umbenannt in Gleichungen (6.7aDE) und (6.7bDE).
Der Begriff „max.“ wird gestrichen.
107 Berichtigung zu NCI zu 11.6.2 (NA.3)
Das Formelzeichen „vRdi“ wird ersetzt durch das Formelzeichen vlRdi.
Die Gleichung (11.6.25) wird ersetzt durch:
vlRdi = c ⋅ flctd + µ ⋅ σn + ρ ⋅ fyd (1,2µ ⋅ sinα + cosα) ≤ 0,5 ⋅ νl ⋅ fcd (NA.11.6.25)
mit νl analog zu 11.6.2 (1).
108 Berichtigung zu NDP zu 11.6.4.1 (2)
"NDP Zu 11.6.4.1 (2)" wird berichtigt durch "NCI Zu 11.6.4.1 (2).
„NDP zu 6.4.4 (1)“ wird ersetzt durch „NCI zu 6.4.4 (2)“.
109 Berichtigung zu NCI zu 11.6.4.2 (2)
"NCI Zu 11.6.4.2 (2)" wird ersetzt durch "NDP Zu 11.6.4.2 (2)".
Einleitend wird ergänzt: „Der Absatz wird ersetzt durch:“
110 Berichtigung zu NCI zu 11.7
„in 7.3.3 (2), Gleichung (7.1)“ wird berichtigt in „ in 7.3.2 (2), Gleichung (7.1)“.
111 Berichtigung zu NCI zu 11.9 (NA.2)
Gleichung (NA.9.5a) wird umbenannt in Gleichung (9.5aDE).
112 Berichtigung zu NCI zu 12.5 (2)
Die Absatznummer 5.7 (6) wird ersetzt durch 5.7 (NA.6).
113 Berichtigung zu NCI zu C.1 (1)
„NCI Zu C.1 (1)“ wird geändert in „NDP Zu C.1 (1)“
Tabelle NA.C.2 wird umbenannt in Tabelle C.2DE.
114 Berichtigung zu NDP zu E.1 (2)
Tabelle NA.E.1 wird umbenannt in Tabelle E.1DE.
In Fußnote a) in der Tabelle E.1DE wird Fußnote 2) ersetzt durch Fußnote b).
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DIN EN 1999-1-3:2011-11
Nationales Vorwort
Die Dokumente EN 1999-1-3:2007 und EN 1999-1-3:2007/A1:2011 wurden im Komitee CEN/TC 250/SC 9 „Eurocode 9 — Bemessung und Konstruktion von Aluminiumtragwerken“ (Sekretariat: BSI, Vereinigtes Königreich) unter deutscher Mitwirkung erarbeitet.
Im DIN Deutsches Institut für Normung e. V. war hierfür der Arbeitsausschuss NA 005-08-07 AA „Aluminium-konstruktionen (SpA zu CEN/TC 250/SC 9 + CEN/TC 135/ WG 11)“ des Normenausschusses Bauwesen (NABau) zuständig.
Anfang und Ende der durch die Änderung eingefügten oder geänderten Texte sind jeweils durch Änderungsmarken !" angegeben.
Die Deutsche Fassung der EN 1999-1-3:2007 wird jetzt erstmalig als DIN EN 1999-1-3 veröffentlicht, da die Publikation nur zusammen mit der nun vorliegenden Änderungen EN 1999-1-3:2007/A1:2011 erfolgen sollte.
Änderungen
Gegenüber DIN V ENV 1999-2:2001-03 wurden folgende Änderungen vorgenommen:
a) der Vornorm-Charakter wurde aufgehoben;
b) die Nummer des Normenteils wurde an die für Eurocodes geläufige Nummerierung angepasst;
c) die Stellungnahmen der nationalen Normungsinstitute von CEN zu ENV 1999-2:1998 wurden berücksichtigt und der Inhalt wurde vollständig überarbeitet.
Frühere Ausgaben
DIN V ENV 1999-2: 2001-03
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Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
EUROPÄISCHE NORM
EUROPEAN STANDARD
NORME EUROPÉENNE
EN 1999-1-3:2007/A1
August 2011
ICS 91.010.30; 91.080.10
Deutsche Fassung
Eurocode 9: Bemessung und Konstruktion von Aluminiumtragwerken —
Teil 1-3: Ermüdungsbeanspruchte Tragwerke
Eurocode 9: Design of aluminium structures — Part 1-3: Structures susceptible to fatigue
Eurocode 9: Calcul des structures en aluminium — Partie 1-3: Structures sensibles à la fatigue
Diese Änderung A1 modifiziert die Europäische Norm EN 1999-1-3:2007. Sie wurde vom CEN am 26. Mai 2011 angenommen. Die CEN-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschäftsordnung zu erfüllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen diese Änderung in der betreffenden nationalen Norm, ohne jede Änderung, einzufügen ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listen dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim Management-Zentrum des CEN-CENELEC oder bei jedem CEN-Mitglied auf Anfrage erhältlich. Diese Änderung besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Französisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache, die von einem CEN-Mitglied in eigener Verantwortung durch Übersetzung in seine Landessprache gemacht und dem Management-Zentrum des CEN-CENELEC mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Bulgarien, Dänemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, Österreich, Polen, Portugal, Rumänien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, Ungarn, dem Vereinigten Königreich und Zypern.
EUR OP ÄIS C HES KOM ITEE FÜR NOR M UNG EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION C O M I T É E U R O P É E N D E N O R M A LI S A T I O N
Management-Zentrum: Avenue Marnix 17, B-1000 Brüssel
© 2011 CEN Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten.
Ref. Nr. EN 1999-1-3:2007/A1:2011 D
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EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
Inhalt
Seite
Vorwort ................................................................................................................................................................6 Hintergrund des Eurocode-Programmes .........................................................................................................6 Status und Gültigkeitsbereich der Eurocodes ................................................................................................7 Nationale Fassungen der Eurocodes ...............................................................................................................8 Verhältnis zwischen den Eurocodes und den harmonisierten Technischen Spezifikationen für
Bauprodukte (ENs und ETAs) ..............................................................................................................9 Besondere Hinweise zu EN 1999-1-3 ................................................................................................................9 Nationaler Anhang für EN 1999-1-3...................................................................................................................9 Vorwort der Änderung A1 ................................................................................................................................10 1 Allgemeines..........................................................................................................................................11 1.1 Anwendungsbereich ...........................................................................................................................11 1.1.1 Anwendungsbereich von EN 1999 .....................................................................................................11 1.1.2 Anwendungsbereich von EN 1999-1-3...............................................................................................11 1.2 Normative Verweisungen....................................................................................................................12 1.3 Annahmen ............................................................................................................................................12 1.4 Unterscheidung zwischen Prinzipien und Anwendungsregeln......................................................13 1.5 Definitionen ..........................................................................................................................................13 1.5.1 Allgemeines..........................................................................................................................................13 1.5.2 Zusätzliche Begriffe, die in EN 1999-1-3 verwendet werden ...........................................................13 1.6 Symbole ................................................................................................................................................17 1.7 Spezifikationen für die Ausführung...................................................................................................19 1.7.1 Ausführungsspezifikation...................................................................................................................19 1.7.2 Betriebsbuch ........................................................................................................................................19 1.7.3 Prüf- und Wartungsbuch.....................................................................................................................19 2 Grundlagen der Bemessung...............................................................................................................20 2.1 Allgemeines..........................................................................................................................................20 2.1.1 Grundlegende Anforderungen ...........................................................................................................20 2.2 Bemessungsmethoden gegen Ermüdung ........................................................................................21 2.2.1 Schwingbruchsichere Bemessung (SLD) .........................................................................................21 2.2.2 Schadenstolerante Bemessung (DTD) ..............................................................................................22 2.2.3 Versuchsunterstützte Bemessung.....................................................................................................22 2.3 Ermüdungsbelastung..........................................................................................................................22 2.3.1 Herkunft der Ermüdungsbelastung ...................................................................................................22 2.3.2 Herleitung der Ermüdungsbelastung ................................................................................................23 2.3.3 Äquivalente Ermüdungsbelastung ....................................................................................................23 2.4 Teilsicherheitsbeiwerte für Ermüdungslasten..................................................................................24 2.5 Anforderungen an die Ausführung....................................................................................................24 3 Werkstoffe, Produktbestandteile und Verbindungsmittel ...............................................................24 4 Dauerhaftigkeit.....................................................................................................................................25 5 Strukturanalyse....................................................................................................................................25 5.1 Globale Analyse ...................................................................................................................................25 5.1.1 Allgemeines..........................................................................................................................................25 5.1.2 Anwendung von Balkenelementen ....................................................................................................26 5.1.3 Anwendung von Membran-, Schalen- und Kontinuumelementen..................................................27 5.2 Spannungsarten...................................................................................................................................27 5.2.1 Allgemeines..........................................................................................................................................27 5.2.2 Nennspannungen.................................................................................................................................27 5.2.3 Modifizierte Nennspannungen ...........................................................................................................28
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Inhalt
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Vorwort ................................................................................................................................................................6 Hintergrund des Eurocode-Programmes .........................................................................................................6 Status und Gültigkeitsbereich der Eurocodes ................................................................................................7 Nationale Fassungen der Eurocodes ...............................................................................................................8 Verhältnis zwischen den Eurocodes und den harmonisierten Technischen Spezifikationen für
Bauprodukte (ENs und ETAs) ..............................................................................................................9 Besondere Hinweise zu EN 1999-1-3 ................................................................................................................9 Nationaler Anhang für EN 1999-1-3...................................................................................................................9 Vorwort der Änderung A1 ................................................................................................................................10 1 Allgemeines..........................................................................................................................................11 1.1 Anwendungsbereich ...........................................................................................................................11 1.1.1 Anwendungsbereich von EN 1999 .....................................................................................................11 1.1.2 Anwendungsbereich von EN 1999-1-3...............................................................................................11 1.2 Normative Verweisungen....................................................................................................................12 1.3 Annahmen ............................................................................................................................................12 1.4 Unterscheidung zwischen Prinzipien und Anwendungsregeln......................................................13 1.5 Definitionen ..........................................................................................................................................13 1.5.1 Allgemeines..........................................................................................................................................13 1.5.2 Zusätzliche Begriffe, die in EN 1999-1-3 verwendet werden ...........................................................13 1.6 Symbole ................................................................................................................................................17 1.7 Spezifikationen für die Ausführung...................................................................................................19 1.7.1 Ausführungsspezifikation...................................................................................................................19 1.7.2 Betriebsbuch ........................................................................................................................................19 1.7.3 Prüf- und Wartungsbuch.....................................................................................................................19 2 Grundlagen der Bemessung...............................................................................................................20 2.1 Allgemeines..........................................................................................................................................20 2.1.1 Grundlegende Anforderungen ...........................................................................................................20 2.2 Bemessungsmethoden gegen Ermüdung ........................................................................................21 2.2.1 Schwingbruchsichere Bemessung (SLD) .........................................................................................21 2.2.2 Schadenstolerante Bemessung (DTD) ..............................................................................................22 2.2.3 Versuchsunterstützte Bemessung.....................................................................................................22 2.3 Ermüdungsbelastung..........................................................................................................................22 2.3.1 Herkunft der Ermüdungsbelastung ...................................................................................................22 2.3.2 Herleitung der Ermüdungsbelastung ................................................................................................23 2.3.3 Äquivalente Ermüdungsbelastung ....................................................................................................23 2.4 Teilsicherheitsbeiwerte für Ermüdungslasten..................................................................................24 2.5 Anforderungen an die Ausführung....................................................................................................24 3 Werkstoffe, Produktbestandteile und Verbindungsmittel ...............................................................24 4 Dauerhaftigkeit.....................................................................................................................................25 5 Strukturanalyse....................................................................................................................................25 5.1 Globale Analyse ...................................................................................................................................25 5.1.1 Allgemeines..........................................................................................................................................25 5.1.2 Anwendung von Balkenelementen ....................................................................................................26 5.1.3 Anwendung von Membran-, Schalen- und Kontinuumelementen..................................................27 5.2 Spannungsarten...................................................................................................................................27 5.2.1 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5.2.4 Hot-Spot-Spannungen ........................................................................................................................28 5.3 Herleitung von Spannungen ..............................................................................................................30 5.3.1 Herleitung von Nennspannungen......................................................................................................30 5.3.2 Herleitung von modifizierten Nennspannungen ..............................................................................31 5.3.3 Herleitung von Hot-Spot-Spannungen ..............................................................................................31 5.3.4 Spannungsrichtung.............................................................................................................................31 5.4 Spannungsschwingbreiten für bestimmte Rissentstehungsstellen..............................................32 5.4.1 Grundmaterial, Schweißnähte und Verbindungen mit mechanischen
Befestigungselementen......................................................................................................................32 5.4.2 Kehlnähte und partiell durchgeschweißte Stumpfnähte.................................................................32 5.5 Klebeverbindungen .............................................................................................................................33 5.6 Gussstücke ..........................................................................................................................................33 5.7 Spannungskollektive...........................................................................................................................33 5.8 Berechnung von äquivalenten Spannungsschwingbreiten für standardisierte
Ermüdungsbelastungs-Modelle.........................................................................................................33 5.8.1 Allgemeines .........................................................................................................................................33 5.8.2 Bemessungswert der Spannungsschwingbreite .............................................................................34 6 Ermüdungswiderstand und Detailkategorien...................................................................................34 6.1 Detailkategorien...................................................................................................................................34 6.1.1 Allgemeines .........................................................................................................................................34 6.1.2 Einflussfaktoren für die Detailkategorien .........................................................................................34 6.1.3 Konstruktionsdetails...........................................................................................................................35 6.2 Werte der Ermüdungsfestigkeit .........................................................................................................35 6.2.1 Klassifizierte Konstruktionsdetails ...................................................................................................35 6.2.2 Nicht klassifizierte Details ..................................................................................................................37 6.2.3 Klebeverbindungen .............................................................................................................................37 6.2.4 Bestimmung der Referenzwerte für die Hot-Spot-Ermüdungsfestigkeit.......................................38 6.3 Einfluss der Mittelspannung ..............................................................................................................38 6.3.1 Allgemeines .........................................................................................................................................38 6.3.2 Grundwerkstoff und Verbindungen mit mechanischen Verbindungsmitteln ...............................38 6.3.3 Schweißverbindungen ........................................................................................................................38 6.3.4 Klebeverbindungen .............................................................................................................................38 6.3.5 Bereich der Kurzzeitfestigkeit ............................................................................................................38 6.3.6 Schwingspielzählung für die Berechnung des R-Verhältnisses ....................................................39 6.4 Einfluss der Umgebung ......................................................................................................................39 6.5 Techniken für die Erhöhung der Ermüdungsfestigkeit ...................................................................39 Anhang A (normativ) Grundlagen der Berechnung der Ermüdungsfestigkeit...........................................40 A.1 Allgemeines .........................................................................................................................................40 A.1.1 Einfluss der Ermüdung auf die Bemessung.....................................................................................40 A.1.2 Versagensmechanismus ....................................................................................................................40 A.1.3 Mögliche Stellen für Ermüdungsrisse...............................................................................................41 A.1.4 Bedingungen für die Ermüdungsanfälligkeit ...................................................................................41 A.2 Bemessung für sichere Lebensdauer ...............................................................................................42 A.2.1 Voraussetzungen für die Bemessung nach sicherer Lebensdauer...............................................42 A.2.2 Schwingspielzählung..........................................................................................................................43 A.2.3 Herleitung des Spannungs-Kollektivs...............................................................................................43 A.3 Schadenstolerante Bemessung.........................................................................................................46 A.3.1 Voraussetzungen für schadenstolerante Bemessung ....................................................................46 A.3.2 Festlegung der Inspektionsstrategie bei schadenstoleranter Bemessung ..................................47 Anhang B (informativ) Hinweise für die Bewertung des Rissfortschritts durch Bruchmechanik............50 B.1 Geltungsbereich ..................................................................................................................................50 B.2 Grundlagen ..........................................................................................................................................50 B.2.1 Fehlerabmessungen............................................................................................................................50 B.2.2 Rissfortschrittsabhängigkeit..............................................................................................................51 B.3 Rissfortschrittsdaten A und m ............................................................................................................51 B.4 Geometriefunktion y ............................................................................................................................53
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5.2.4 Hot-Spot-Spannungen ........................................................................................................................28 5.3 Herleitung von Spannungen ..............................................................................................................30 5.3.1 Herleitung von Nennspannungen......................................................................................................30 5.3.2 Herleitung von modifizierten Nennspannungen ..............................................................................31 5.3.3 Herleitung von Hot-Spot-Spannungen ..............................................................................................31 5.3.4 Spannungsrichtung.............................................................................................................................31 5.4 Spannungsschwingbreiten für bestimmte Rissentstehungsstellen..............................................32 5.4.1 Grundmaterial, Schweißnähte und Verbindungen mit mechanischen
Befestigungselementen......................................................................................................................32 5.4.2 Kehlnähte und partiell durchgeschweißte Stumpfnähte.................................................................32 5.5 Klebeverbindungen .............................................................................................................................33 5.6 Gussstücke ..........................................................................................................................................33 5.7 Spannungskollektive...........................................................................................................................33 5.8 Berechnung von äquivalenten Spannungsschwingbreiten für standardisierte
Ermüdungsbelastungs-Modelle.........................................................................................................33 5.8.1 Allgemeines .........................................................................................................................................33 5.8.2 Bemessungswert der Spannungsschwingbreite .............................................................................34 6 Ermüdungswiderstand und Detailkategorien...................................................................................34 6.1 Detailkategorien...................................................................................................................................34 6.1.1 Allgemeines .........................................................................................................................................34 6.1.2 Einflussfaktoren für die Detailkategorien .........................................................................................34 6.1.3 Konstruktionsdetails...........................................................................................................................35 6.2 Werte der Ermüdungsfestigkeit .........................................................................................................35 6.2.1 Klassifizierte Konstruktionsdetails ...................................................................................................35 6.2.2 Nicht klassifizierte Details ..................................................................................................................37 6.2.3 Klebeverbindungen .............................................................................................................................37 6.2.4 Bestimmung der Referenzwerte für die Hot-Spot-Ermüdungsfestigkeit.......................................38 6.3 Einfluss der Mittelspannung ..............................................................................................................38 6.3.1 Allgemeines .........................................................................................................................................38 6.3.2 Grundwerkstoff und Verbindungen mit mechanischen Verbindungsmitteln ...............................38 6.3.3 Schweißverbindungen ........................................................................................................................38 6.3.4 Klebeverbindungen .............................................................................................................................38 6.3.5 Bereich der Kurzzeitfestigkeit ............................................................................................................38 6.3.6 Schwingspielzählung für die Berechnung des R-Verhältnisses ....................................................39 6.4 Einfluss der Umgebung ......................................................................................................................39 6.5 Techniken für die Erhöhung der Ermüdungsfestigkeit ...................................................................39 Anhang A (normativ) Grundlagen der Berechnung der Ermüdungsfestigkeit...........................................40 A.1 Allgemeines .........................................................................................................................................40 A.1.1 Einfluss der Ermüdung auf die Bemessung.....................................................................................40 A.1.2 Versagensmechanismus ....................................................................................................................40 A.1.3 Mögliche Stellen für Ermüdungsrisse...............................................................................................41 A.1.4 Bedingungen für die Ermüdungsanfälligkeit ...................................................................................41 A.2 Bemessung für sichere Lebensdauer ...............................................................................................42 A.2.1 Voraussetzungen für die Bemessung nach sicherer Lebensdauer...............................................42 A.2.2 Schwingspielzählung..........................................................................................................................43 A.2.3 Herleitung des Spannungs-Kollektivs...............................................................................................43 A.3 Schadenstolerante Bemessung.........................................................................................................46 A.3.1 Voraussetzungen für schadenstolerante Bemessung ....................................................................46 A.3.2 Festlegung der Inspektionsstrategie bei schadenstoleranter Bemessung ..................................47 Anhang B (informativ) Hinweise für die Bewertung des Rissfortschritts durch Bruchmechanik............50 B.1 Geltungsbereich ..................................................................................................................................50 B.2 Grundlagen ..........................................................................................................................................50 B.2.1 Fehlerabmessungen............................................................................................................................50 B.2.2 Rissfortschrittsabhängigkeit..............................................................................................................51 B.3 Rissfortschrittsdaten A und m ............................................................................................................51 B.4 Geometriefunktion y ............................................................................................................................53
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B.5 Integration des Rissfortschritts .........................................................................................................53 B.6 Ermittlung der maximalen Risslänge a2 ...........................................................................................53
Anhang C (informativ) Versuche für die Ermüdungsbemessung ................................................................63 C.1 Allgemeines..........................................................................................................................................63 C.2 Ermittlung von Belastungsdaten .......................................................................................................63 C.2.1 Feste Tragwerke unter mechanischen Belastungen........................................................................63 C.2.2 Feste Tragwerke unter Umweltbelastungen .....................................................................................64 C.2.3 Bewegliche Konstruktionen ...............................................................................................................64 C.3 Ermittlung der Spannungsdaten ........................................................................................................65 C.3.1 Versuchsergebnisse aus Bauteilen ...................................................................................................65 C.3.2 Versuchsergebnisse aus Tragwerken ...............................................................................................65 C.3.3 Bestätigung des Spannungs-Zeit-Verlaufs .......................................................................................65 C.4 Ermittlung von Lebensdauerdaten ....................................................................................................66 C.4.1 Bauteilprüfung .....................................................................................................................................66 C.4.2 Großbauteilprüfung .............................................................................................................................66 C.4.3 Akzeptanzkriterien ...............................................................................................................................67 C.5 Rissfortschrittsdaten...........................................................................................................................70 C.6 Berichterstattung.................................................................................................................................70 Anhang D (informativ) Spannungsanalyse.....................................................................................................72 D.1 Anwendung von Finiten-Elementen für die Ermüdungsanalyse ....................................................72 D.1.1 Elementtypen .......................................................................................................................................72 D.1.2 Weitere Hinweise für die Anwendung finiter Elemente ...................................................................73 D.2 Spannungskonzentrationsbeiwerte ...................................................................................................73 D.3 Ermüdungsbegrenzung bei wiederholtem lokalem Beulen ............................................................75 Anhang E (informativ) Klebeverbindungen ....................................................................................................76 Anhang F (informativ) Bereich der Kurzzeitfestigkeit ...................................................................................80 F.1 Einleitung..............................................................................................................................................80 F.2 Modifikation der Δσ-N Kurven.............................................................................................................80 F.3 Versuchsergebnisse............................................................................................................................80 Anhang G (informativ) Einfluss des R-Verhältnisses ....................................................................................82 G.1 Erhöhung der Ermüdungsfestigkeit ..................................................................................................82 G.2 Fälle, die erhöht werden......................................................................................................................82 G.2.1 Fall 1......................................................................................................................................................82 G.2.2 Fall 2......................................................................................................................................................83 G.2.3 Fall 3......................................................................................................................................................83 Anhang H (informativ) Verbesserung der Ermüdungsfestigkeit von Schweißnähten ...............................84 H.1 Allgemeines..........................................................................................................................................84 H.2 Maschinelle Bearbeitung oder Schleifen ..........................................................................................85 H.3 Nachbearbeitung durch WIG oder Plasma........................................................................................85 H.4 Strahlen.................................................................................................................................................85 Anhang I (informativ) Gussstücke ...................................................................................................................86 I.1 Allgemeines..........................................................................................................................................86 I.2 Ermüdungsfestigkeitsdaten ...............................................................................................................86 I.2.1 Flachguss .............................................................................................................................................86 I.2.2 Geschweißter Werkstoff......................................................................................................................86 I.2.3 Mechanisch verbundene Gussstücke ...............................................................................................86 I.2.4 Geklebte Gussstücke ..........................................................................................................................87 I.3 Qualitätsanforderungen ......................................................................................................................87 Anhang J (informativ) Tabellen der Detailkategorien ....................................................................................88 J.1 Allgemeines..........................................................................................................................................88 Anhang K (informativ) Hot-Spot-Referenz-Detail-Methode.........................................................................110
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Anhang L (informativ) Leitfaden für die Anwendung von Bemessungsmethoden, Wahl der Teilsicherheitsbeiwerte, Grenzen für Schadenswerte, Inspektionsintervalle und Kenngrößen für die Ausführung bei Übernahme von Anhang J..................................................111
L.1 Schwingbruchsichere Bemessung..................................................................................................111 L.2 Schadenstolerante Bemessung.......................................................................................................112 L.2.1 Allgemeines .......................................................................................................................................112 L.2.2 DTD-I ...................................................................................................................................................112 L.2.3 DTD-II ..................................................................................................................................................113 L.3 Beginn der Inspektion und Inspektionsintervalle ..........................................................................114 L.4 Teilsicherheitsbeiwerte γ Mf und Werte für Dlim .............................................................................115 L.5 Kenngrößen für die Ausführung......................................................................................................117 L.5.1 Beanspruchungskategorie ...............................................................................................................117 L.5.2 Berechnung des Ausnutzungsgrads...............................................................................................118 Literaturhinweise............................................................................................................................................120
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Vorwort
Dieses Dokument (EN 1999-1-3:2007) wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 250 „Eurocodes für den konstruktiven Ingenieurbau“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom BSI gehalten wird.
Diese Europäische Norm muss den Status einer nationalen Norm erhalten, entweder durch Veröffentlichung eines identischen Textes oder durch Anerkennung bis November 2007, und etwaige entgegenstehende nationale Normen müssen bis März 2010 zurückgezogen werden.
Es wird auf die Möglichkeit hingewiesen, dass einige Texte dieses Dokuments Patentrechte berühren können. CEN [und/oder CENELEC] sind nicht dafür verantwortlich, einige oder alle diesbezüglichen Patentrechte zu identifizieren.
Dieses Dokument ersetzt ENV 1999-2:1998.
Entsprechend der CEN/CENELEC-Geschäftsordnung sind die nationalen Normungsinstitute der folgenden Länder gehalten, diese Europäische Norm zu übernehmen: Belgien, Bulgarien, Dänemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, Niederlande, Norwegen, Österreich, Polen, Portugal, Rumänien, Schweden, Schweiz, Slowakei, Slowenien, Spanien, Tschechische Republik, Ungarn, Vereinigtes Königreich und Zypern.
Hintergrund des Eurocode-Programmes
Im Jahre 1975 beschloss die Kommission der Europäischen Gemeinschaften, für das Bauwesen ein Aktions-programm auf der Grundlage des Artikels 95 der Römischen Verträge durchzuführen. Das Ziel dieses Programms war die Beseitigung technischer Handelshemmnisse und die Harmonisierung technischer Spezifikationen.
Im Rahmen dieses Aktionsprogramms leitete die Kommission die Erarbeitung von harmonisierten technischen Regelwerken für die Tragwerksplanung von Bauwerken ein, welche zunächst als Alternative zu den in den Mitgliedsländern geltenden nationalen Regeln dienen und diese schließlich ersetzen sollten.
15 Jahre leitete die Kommission mit Hilfe eines Lenkungsausschusses mit Vertretern der Mitgliedsländer die Entwicklung des Eurocode-Programmes, das in den 80er Jahren des zwanzigsten Jahrhunderts zu der ersten Eurocode-Generation führte.
Im Jahre 1989 entschieden sich die Kommission und die Mitgliedsländer der Europäischen Union und der EFTA, die Entwicklung, und Veröffentlichung der Eurocodes über eine Reihe von Mandaten an CEN zu übertragen, damit diese den Status von Europäischen Normen (EN) erhielten. Grundlage war eine Vereinbarung1) zwischen der Kommission und CEN. Dieser Schritt verknüpft die Eurocodes de facto mit den Regelungen der Richtlinien des Rates und mit den Kommissionsentscheidungen, die die Europäischen Normen behandeln (z. B. die Richtlinie des Rates 89/106/EWG zu Bauprodukten (Bauproduktenrichtlinie), die Richtlinien des Rates 93/37/EWG, 92/50/EWG und 89/440/EWG zur Vergabe öffentlicher Aufträge und Dienstleistungen und die entsprechenden EFTA-Richtlinien, die zur Einrichtung des Binnenmarktes eingeführt wurden).
1) Vereinbarung zwischen der Kommission der Europäischen Gemeinschaften und dem Europäischen Komitee für Normung (CEN) zur Bearbeitung der Eurocodes für die Tragwerksplanung von Hochbauten und Ingenieurbauwerken (BC/CEN/03/89).
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Vorwort
Dieses Dokument (EN 1999-1-3:2007) wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 250 „Eurocodes für den konstruktiven Ingenieurbau“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom BSI gehalten wird.
Diese Europäische Norm muss den Status einer nationalen Norm erhalten, entweder durch Veröffentlichung eines identischen Textes oder durch Anerkennung bis November 2007, und etwaige entgegenstehende nationale Normen müssen bis März 2010 zurückgezogen werden.
Es wird auf die Möglichkeit hingewiesen, dass einige Texte dieses Dokuments Patentrechte berühren können. CEN [und/oder CENELEC] sind nicht dafür verantwortlich, einige oder alle diesbezüglichen Patentrechte zu identifizieren.
Dieses Dokument ersetzt ENV 1999-2:1998.
Entsprechend der CEN/CENELEC-Geschäftsordnung sind die nationalen Normungsinstitute der folgenden Länder gehalten, diese Europäische Norm zu übernehmen: Belgien, Bulgarien, Dänemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, Niederlande, Norwegen, Österreich, Polen, Portugal, Rumänien, Schweden, Schweiz, Slowakei, Slowenien, Spanien, Tschechische Republik, Ungarn, Vereinigtes Königreich und Zypern.
Hintergrund des Eurocode-Programmes
Im Jahre 1975 beschloss die Kommission der Europäischen Gemeinschaften, für das Bauwesen ein Aktions-programm auf der Grundlage des Artikels 95 der Römischen Verträge durchzuführen. Das Ziel dieses Programms war die Beseitigung technischer Handelshemmnisse und die Harmonisierung technischer Spezifikationen.
Im Rahmen dieses Aktionsprogramms leitete die Kommission die Erarbeitung von harmonisierten technischen Regelwerken für die Tragwerksplanung von Bauwerken ein, welche zunächst als Alternative zu den in den Mitgliedsländern geltenden nationalen Regeln dienen und diese schließlich ersetzen sollten.
15 Jahre leitete die Kommission mit Hilfe eines Lenkungsausschusses mit Vertretern der Mitgliedsländer die Entwicklung des Eurocode-Programmes, das in den 80er Jahren des zwanzigsten Jahrhunderts zu der ersten Eurocode-Generation führte.
Im Jahre 1989 entschieden sich die Kommission und die Mitgliedsländer der Europäischen Union und der EFTA, die Entwicklung, und Veröffentlichung der Eurocodes über eine Reihe von Mandaten an CEN zu übertragen, damit diese den Status von Europäischen Normen (EN) erhielten. Grundlage war eine Vereinbarung1) zwischen der Kommission und CEN. Dieser Schritt verknüpft die Eurocodes de facto mit den Regelungen der Richtlinien des Rates und mit den Kommissionsentscheidungen, die die Europäischen Normen behandeln (z. B. die Richtlinie des Rates 89/106/EWG zu Bauprodukten (Bauproduktenrichtlinie), die Richtlinien des Rates 93/37/EWG, 92/50/EWG und 89/440/EWG zur Vergabe öffentlicher Aufträge und Dienstleistungen und die entsprechenden EFTA-Richtlinien, die zur Einrichtung des Binnenmarktes eingeführt wurden).
1) Vereinbarung zwischen der Kommission der Europäischen Gemeinschaften und dem Europäischen Komitee für Normung (CEN) zur Bearbeitung der Eurocodes für die Tragwerksplanung von Hochbauten und Ingenieurbauwerken (BC/CEN/03/89).
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EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
Das Eurocode-Programm für den Konstruktiven Ingenieurbau umfasst die folgenden Normen, die in der Regel aus mehreren Teilen bestehen:
EN 1990, Eurocode 0: Grundlagen der Tragwerksplanung
EN 1991, Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke
EN 1992, Eurocode 2: Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken
EN 1993, Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten
EN 1994, Eurocode 4: Bemessung und Konstruktion von Verbundtragwerken aus Stahl und Beton
EN 1995, Eurocode 5: Bemessung und Konstruktion von Holzbauwerken
EN 1996, Eurocode 6: Bemessung und Konstruktion von Mauerwerksbauten
EN 1997, Eurocode 7: Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik
EN 1998, Eurocode 8: Auslegung von Bauwerken gegen Erdbeben
EN 1999, Eurocode 9: Bemessung und Konstruktion von Aluminiumtragwerken
Die EN-Eurocodes berücksichtigen die Verantwortlichkeit der Bauaufsichtsorgane in den Mitgliedsländern und haben deren Recht zur nationalen Festlegung sicherheitsbezogener Werte berücksichtigt, so dass diese Werte von Land zu Land unterschiedlich bleiben können.
Status und Gültigkeitsbereich der Eurocodes
Die Mitgliedstaaten der EU und der EFTA betrachten die Eurocodes als Bezugsdokumente für folgende Zwecke:
⎯ als Mittel zum Nachweis der Übereinstimmung von Hoch- und Ingenieurbauten mit den wesentlichen Anforderungen der Richtlinie des Rates 89/106/EWG, besonders mit der wesentlichen Anforderung Nr 1. Mechanische Festigkeit und Standsicherheit und der wesentlichen Anforderung Nr 2. Brandschutz;
⎯ als Grundlage für die Spezifizierung von Verträgen für die Ausführung von Bauwerken und die dazu erforderlichen Ingenieurleistungen;
⎯ als Rahmenbedingung für die Erstellung Harmonisierter Technischer Spezifikationen für Bauprodukte (ENs und ETAs).
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EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
Die Eurocodes haben, da sie sich auf Bauwerke beziehen, eine direkte Verbindung zu den Grundlagen-dokumenten2) auf die in Artikel 12 der Bauproduktenrichtlinie hingewiesen wird, wenn sie auch anderer Art sind als die harmonisierten Produktnormen3). Daher sind die technischen Gesichtspunkte, die sich aus den Eurocodes ergeben, von den Technischen Komitees von CEN und den Arbeitsgruppen von EOTA, die an Produktnormen arbeiten, zu beachten, damit diese Produktnormen mit den Eurocodes vollständig kompatibel sind.
Die Eurocodes liefern Regelungen für den Entwurf, die Berechnung und die Bemessung von kompletten Tragwerken und Bauteilen, die sich für die tägliche Anwendung eignen. Sie gehen auf traditionelle Bauweisen und Aspekte innovativer Anwendungen ein, liefern aber keine vollständigen Regelungen für ungewöhnliche Baulösungen und Entwurfsbedingungen. Für diese Fälle sind zusätzliche Spezialkenntnisse für den Bauplaner erforderlich.
Nationale Fassungen der Eurocodes
Die Nationale Fassung eines Eurocodes enthält den vollständigen Text des Eurocodes (einschließlich aller Anhänge), so wie von CEN veröffentlicht, möglicherweise mit einer nationalen Titelseite und einem nationalen Vorwort sowie einem (informativen) Nationalen Anhang.
Der (informative) Nationale Anhang darf nur Hinweise zu den Parametern geben, die im Eurocode für nationale Entscheidungen offen gelassen wurden. Diese so genannten national festzulegenden Parameter (NDP) gelten für die Tragwerksplanung von Hochbauten und Ingenieurbauten in dem Land, in dem sie erstellt werden.
Sie umfassen:
⎯ Zahlenwerte für die Teilsicherheitsbeiwerte und/oder Klassen, wo die Eurocodes Alternativen eröffnen,
⎯ Zahlenwerte, wo die Eurocodes nur Symbole angeben,
⎯ landesspezifische geographische und klimatische Daten, die nur für ein Mitgliedsland gelten, z. B. Schneekarten,
⎯ die Vorgehensweise, wenn die Eurocodes mehrere Verfahren zur Wahl anbieten,
⎯ Hinweise zur Erleichterung der Anwendung der Eurocodes, soweit diese die Eurocodes ergänzen und ihnen nicht widersprechen.
2) Entsprechend Artikel 3.3 der Bauproduktenrichtlinie sind die wesentlichen Anforderungen in Grundlagendokumenten zu konkretisieren, um damit die notwendigen Verbindungen zwischen den wesentlichen Anforderungen und den Mandaten für die Erstellung harmonisierter Europäischer Normen und Richtlinien für die europäische Zulassung selbst zu schaffen.
3) Nach Artikel 12 der Bauproduktenrichtlinie haben die Grundlagendokumente a) die wesentlichen Anforderungen zu konkretisieren, indem die Begriffe und, soweit erforderlich, die technische
Grundlage für Klassen und Anforderungsstufen vereinheitlicht werden, b) Methoden zur Verbindung dieser Klassen oder Anforderungsstufen mit technischen Spezifikationen anzugeben,
z. B. Berechnungs- oder Nachweisverfahren, technische Entwurfsregeln usw., c) als Bezugsdokumente für die Erstellung harmonisierter Normen oder Richtlinien für Europäische Technische
Zulassungen zu dienen. Die Eurocodes spielen de facto eine ähnliche Rolle für die wesentliche Anforderung Nr. 1 und einen Teil der wesentlichen Anforderung Nr. 2.
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Die Eurocodes haben, da sie sich auf Bauwerke beziehen, eine direkte Verbindung zu den Grundlagen-dokumenten2) auf die in Artikel 12 der Bauproduktenrichtlinie hingewiesen wird, wenn sie auch anderer Art sind als die harmonisierten Produktnormen3). Daher sind die technischen Gesichtspunkte, die sich aus den Eurocodes ergeben, von den Technischen Komitees von CEN und den Arbeitsgruppen von EOTA, die an Produktnormen arbeiten, zu beachten, damit diese Produktnormen mit den Eurocodes vollständig kompatibel sind.
Die Eurocodes liefern Regelungen für den Entwurf, die Berechnung und die Bemessung von kompletten Tragwerken und Bauteilen, die sich für die tägliche Anwendung eignen. Sie gehen auf traditionelle Bauweisen und Aspekte innovativer Anwendungen ein, liefern aber keine vollständigen Regelungen für ungewöhnliche Baulösungen und Entwurfsbedingungen. Für diese Fälle sind zusätzliche Spezialkenntnisse für den Bauplaner erforderlich.
Nationale Fassungen der Eurocodes
Die Nationale Fassung eines Eurocodes enthält den vollständigen Text des Eurocodes (einschließlich aller Anhänge), so wie von CEN veröffentlicht, möglicherweise mit einer nationalen Titelseite und einem nationalen Vorwort sowie einem (informativen) Nationalen Anhang.
Der (informative) Nationale Anhang darf nur Hinweise zu den Parametern geben, die im Eurocode für nationale Entscheidungen offen gelassen wurden. Diese so genannten national festzulegenden Parameter (NDP) gelten für die Tragwerksplanung von Hochbauten und Ingenieurbauten in dem Land, in dem sie erstellt werden.
Sie umfassen:
⎯ Zahlenwerte für die Teilsicherheitsbeiwerte und/oder Klassen, wo die Eurocodes Alternativen eröffnen,
⎯ Zahlenwerte, wo die Eurocodes nur Symbole angeben,
⎯ landesspezifische geographische und klimatische Daten, die nur für ein Mitgliedsland gelten, z. B. Schneekarten,
⎯ die Vorgehensweise, wenn die Eurocodes mehrere Verfahren zur Wahl anbieten,
⎯ Hinweise zur Erleichterung der Anwendung der Eurocodes, soweit diese die Eurocodes ergänzen und ihnen nicht widersprechen.
2) Entsprechend Artikel 3.3 der Bauproduktenrichtlinie sind die wesentlichen Anforderungen in Grundlagendokumenten zu konkretisieren, um damit die notwendigen Verbindungen zwischen den wesentlichen Anforderungen und den Mandaten für die Erstellung harmonisierter Europäischer Normen und Richtlinien für die europäische Zulassung selbst zu schaffen.
3) Nach Artikel 12 der Bauproduktenrichtlinie haben die Grundlagendokumente a) die wesentlichen Anforderungen zu konkretisieren, indem die Begriffe und, soweit erforderlich, die technische
Grundlage für Klassen und Anforderungsstufen vereinheitlicht werden, b) Methoden zur Verbindung dieser Klassen oder Anforderungsstufen mit technischen Spezifikationen anzugeben,
z. B. Berechnungs- oder Nachweisverfahren, technische Entwurfsregeln usw., c) als Bezugsdokumente für die Erstellung harmonisierter Normen oder Richtlinien für Europäische Technische
Zulassungen zu dienen. Die Eurocodes spielen de facto eine ähnliche Rolle für die wesentliche Anforderung Nr. 1 und einen Teil der wesentlichen Anforderung Nr. 2.
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EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
Verhältnis zwischen den Eurocodes und den harmonisierten Technischen Spezifikationen für Bauprodukte (ENs und ETAs)
Es besteht die Notwendigkeit, dass die harmonisierten Technischen Spezifikationen für Bauprodukte und die technischen Regelungen für die Tragwerksplanung4) konsistent sind. Insbesondere sollten alle Hinweise, die mit der CE-Kennzeichnung von Bauprodukten verbunden sind und die die Eurocodes in Bezug nehmen, klar erkennen lassen, welche national festzulegenden Parameter (NDP) zugrunde liegen.
Besondere Hinweise zu EN 1999-1-3
Es ist vorgesehen, EN 1999 gemeinsam mit den Eurocodes EN 1990 – Grundlagen der Tragwerksplanung, EN 1991 – Einwirkungen auf Tragwerke sowie EN 1992 bis EN 1999, soweit hierin auf Tragwerke aus Aluminium oder Bauteile aus Aluminium Bezug genommen wird, anzuwenden.
EN 1999-1-3 ist einer von fünf Teilen von EN 1999 (EN 1999-1-1 bis EN 1999-1-5), die jeweils spezifische Bauteile aus Aluminium, Grenzzustände oder Tragwerksarten behandeln. EN 1999-1-3 beschreibt die Grundlagen, die Anforderungen und die Regeln für die konstruktive Bemessung von Bauteilen und Tragwerken aus Aluminium, die Ermüdungsbeanspruchungen ausgesetzt sind.
Die Zahlenwerte für die Teilsicherheitsbeiwerte und andere Parameter, die die Zuverlässigkeit festlegen, gelten als Empfehlungen, mit denen ein akzeptables Zuverlässigkeitsniveau erreicht werden soll. Bei ihrer Festlegung wurde vorausgesetzt, dass ein angemessenes Niveau der Ausführungsqualität und Qualitäts-prüfung vorhanden ist.
Nationaler Anhang für EN 1999-1-3
Diese Norm enthält alternative Verfahren, Zahlenwerte und Empfehlungen für Klassen zusammen mit Anmerkungen, an welchen Stellen nationale Festlegungen möglicherweise getroffen werden müssen. Deshalb sollte die jeweilige nationale Ausgabe von EN 1999-1-3 einen Nationalen Anhang mit allen national festzulegenden Parametern enthalten, die für die Bemessung und Konstruktion von Aluminiumtragwerken, die in dem Ausgabeland gebaut werden sollen, erforderlich sind.
Nationale Festlegungen sind in den folgenden Abschnitten von EN 1999-1-3 erlaubt:
⎯ !2.1.1 (1)
⎯ 2.2.1 (4)
⎯ 2.3.1 (2) "
⎯ 2.3.2 (6)
⎯ 2.4 (1)
⎯ 3 (1)
⎯ 4 (2)
⎯ 5.8.1 (1)
⎯ 5.8.2 (1)
⎯ 6.1.3 (1)
⎯ 6.2.1 (2)
⎯ 6.2.1 (7)
⎯ 6.2.1 (11)
⎯ !gestrichener Text"
⎯ E (5)
⎯ E (7)
⎯ I.2.2 (1)
⎯ I.2.3.2 (1)
⎯ I.2.4 (1)
⎯ !L.2.2 (5)
⎯ L.3 (2)
⎯ L.4 (3)
⎯ L.4 (4)
⎯ L.4 (5)
⎯ L.5.1 (1) "
4) Siehe Artikel 3.3 und Art. 12 der Bauproduktenrichtlinie ebenso wie die Abschnitte 4.2, 4.3.1, 4.3.2 und 5.2 des Grundlagendokumentes Nr. 1.
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Vorwort der Änderung A1
Dieses Dokument (EN 1999-1-3:2007/A1:2011) wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 250 „Eurocodes für den konstruktiven Ingenieurbau“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom BSI gehalten wird.
Diese Änderung zur Europäischen Norm EN 1999-1-3:2007 muss den Status einer nationalen Norm erhalten, entweder durch Veröffentlichung eines identischen Textes oder durch Anerkennung bis August 2012, und etwaige entgegenstehende nationale Normen müssen bis August 2012 zurückgezogen werden.
Es wird auf die Möglichkeit hingewiesen, dass einige Texte dieses Dokuments Patentrechte berühren können. CEN [und/oder CENELEC] sind nicht dafür verantwortlich, einige oder alle diesbezüglichen Patentrechte zu identifizieren.
Entsprechend der CEN/CENELEC-Geschäftsordnung sind die nationalen Normungsinstitute der folgenden Länder gehalten, diese Europäische Norm zu übernehmen: Belgien, Bulgarien, Dänemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, Niederlande, Norwegen, Österreich, Polen, Portugal, Rumänien, Schweden, Schweiz, Slowakei, Slowenien, Spanien, Tschechische Republik, Ungarn, Vereinigtes Königreich und Zypern.
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1 Allgemeines
1.1 Anwendungsbereich
1.1.1 Anwendungsbereich von EN 1999
(1)P EN 1999 gilt für den Entwurf, die Berechnung und die Bemessung von Bauwerken und Tragwerken aus Aluminium. Sie entspricht den Grundsätzen und Anforderungen an die Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit von Tragwerken, sowie den Grundlagen für ihre Bemessung und Nachweise, die in EN 1990 – Grundlagen der Tragwerksplanung – enthalten sind.
(2) EN 1999 behandelt ausschließlich Anforderungen an die Tragfähigkeit, die Gebrauchstauglichkeit, die Dauerhaftigkeit und den Feuerwiderstand von Tragwerken aus Aluminium. Andere Anforderungen, wie z. B. Wärmeschutz oder Schallschutz, werden nicht behandelt.
(3) EN 1999 gilt in Verbindung mit folgenden Regelwerken:
⎯ EN 1990: „Grundlagen der Tragwerksplanung“
⎯ EN 1991: „Einwirkungen auf Tragwerke“
⎯ Europäische Normen für Bauprodukte, die für Aluminiumtragwerke Verwendung finden
⎯ EN 1090-1: „Ausführung von Stahltragwerken und Aluminiumtragwerken“ — Konformitätsnachweis-verfahren für tragende Bauteile5)
⎯ EN 1090-3: „Ausführung von Stahltragwerken und Aluminiumtragwerken — Teil 3: Technische Anforderungen für Aluminiumtragwerke“6)
(4) EN 1999 ist in fünf Teile gegliedert:
EN 1999-1-1, „Bemessung und Konstruktion von Aluminiumtragwerken — Allgemeine Bemessungsregeln“
EN 1999-1-2, „Bemessung und Konstruktion von Aluminiumtragwerken — Tragwerksbemessung für den Brandfall“
EN 1999-1-3, „Bemessung und Konstruktion von Aluminiumtragwerken — Ermüdungsbeanspruchte Tragwerke“
EN 1999-1-4, „Bemessung und Konstruktion von Aluminiumtragwerken — Kaltgeformte Profiltafeln“
EN 1999-1-5, „Bemessung und Konstruktion von Aluminiumtragwerken — Schalentragwerke“
1.1.2 Anwendungsbereich von EN 1999-1-3
(1) EN 1999-1-3 gibt die Grundlagen für die Bemessung von Tragwerken aus Aluminiumlegierungen in Bezug auf den Grenzzustand der Ermüdungsfestigkeit.
(2) EN 1999-1-3 enthält Regeln für:
⎯ schwingbruchsichere Bemessung;
⎯ schadenstolerante Bemessung;
⎯ versuchsunterstützte Bemessung.
5) Wird in Kürze veröffentlicht.
6) Wird in Kürze veröffentlicht.
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(3) Es ist vorgesehen, dass EN 1999-1-3 in Verbindung mit EN 1090-3 „Technische Anforderungen für Aluminiumtragwerke”, die die erforderlichen Anforderungen zur Erfüllung der Bemessungsannahmen während der Ausführung von Bauteilen und Tragwerken enthält, angewendet wird.
(4) Druckbehälter oder -rohrleitungen sind nicht Gegenstand von EN 1999-1-3.
(5) EN 1999-1-3 behandelt die folgenden Themen:
Kapitel 1: Allgemeines
Kapitel 2: Grundlagen der Bemessung
Kapitel 3: Werkstoffe, Produktbestandteile und Verbindungsmittel
Kapitel 4: Dauerhaftigkeit
Kapitel 5: Strukturanalyse
Kapitel 6: Ermüdungswiderstand und Detailkategorien
Anhang A: Grundlagen der Berechnung der Ermüdungsfestigkeit [normativ]
Anhang B: Hinweise für die Bewertung des Rissfortschritts durch Bruchmechanik [informativ]
Anhang C: Versuche für die Ermüdungsbemessung [informativ]
Anhang D: Spannungsanalyse [informativ]
Anhang E: Klebeverbindungen [informativ]
Anhang F: Bereich der Kurzzeitfestigkeit [informativ]
Anhang G: Einfluss des R-Verhältnisses [informativ]
Anhang H: Verbesserung der Ermüdungsfestigkeit von Schweißnähten [informativ]
Anhang I: Gussstücke [informativ]
Anhang J: Tabellen der Detailkategorien [informativ]
Anhang K: Hot-Spot-Referenz-Detail-Methode [informativ]
Literaturhinweise
1.2 Normative Verweisungen
(1) Es gelten die normativen Verweisungen aus EN 1999-1-1.
1.3 Annahmen
(1)P Es gelten die allgemeinen Annahmen nach EN 1990, 1.3.
(2)P Es gelten die Festlegungen nach EN 1999-1-1, 1.8.
(3)P Die Bemessungsverfahren gelten nur, wenn die in EN 1090-3 angegebenen Anforderungen an die Ausführung oder andere, entsprechende Bedingungen erfüllt werden.
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1.4 Unterscheidung zwischen Prinzipien und Anwendungsregeln
(1)P Es gelten die Regeln nach EN 1990, 1.4.
1.5 Definitionen
1.5.1 Allgemeines
(1) Es gelten die Regeln der EN 1990, 1.5.
1.5.2 Zusätzliche Begriffe, die in EN 1999-1-3 verwendet werden
(1) Für diese Norm werden zusätzlich zu den Begriffen der EN 1990 und EN 1999-1-1 die Folgenden verwendet:
1.5.2.1 Ermüdung Schwächung eines Bauteils infolge Rissentstehung und Rissfortschritt, hervorgerufen durch wiederholte Spannungsschwankungen
1.5.2.2 Ermüdungsbelastung eine Reihe typischer Belastungsereignisse, beschrieben durch die Anordnung oder Bewegung von Lasten, deren Größe, Häufigkeit und Reihenfolge ihres Auftretens
1.5.2.3 Belastungsereignis eine definierte Folge von auf das Tragwerk aufgebrachten Lasten, die für Bemessungszwecke mit einer bestimmten Auftretenshäufigkeit angenommen wird
1.5.2.4 Nennspannung Spannung im Grundwerkstoff unmittelbar an einer potentiellen Rissstelle, berechnet nach der elastischen Spannungstheorie für Werkstoffe, d. h. dass ebene Querschnitte eben bleiben und sämtliche Spannungs-konzentrations-Einflüsse nicht berücksichtigt werden
1.5.2.5 modifizierte Nennspannung eine Nennspannung, vergrößert um den maßgebenden geometrischen Spannungskonzentrations-Beiwert Kgt, der die geometrischen Abweichungen des Querschnitts erfasst, die bei der Einstufung eines bestimmten Konstruktionsdetails nicht berücksichtigt wurden
1.5.2.6 Strukturspannung (auch als „geometrische Spannung” bekannt) elastische Spannung an einer Stelle, bei Berücksichtigung sämtlicher geometrischer Kerben, jedoch unter Vernachlässigung jeder lokalen Singularität, wo der Übergangsradius gegen Null tendiert, wie z. B. an Kerben infolge kleiner Diskontinuitäten, wie Schweißnahtübergänge, Risse, rissähnlicher Merkmale, normale maschinelle Bearbeitungsspuren usw. Bei der Strukturspannung handelt es sich im Prinzip um den gleichen Spannungsparameter wie bei der modifizierten Nennspannung, die aber im allgemeinen anders berechnet wird
1.5.2.7 geometrischer Spannungskonzentrations-Beiwert Verhältnis zwischen der geometrischen Spannung, berechnet unter der Annahme linear-elastischen Werkstoff-Verhaltens, und der Nennspannung
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1.5.2.8 Hot-Spot Spannung geometrische Spannung an einer bestimmten Rissentstehungsstelle bei einer besonderen Geometrie des Details, wie bei einem Schweißnahtübergang an einem schrägen Hohlprofilquerschnitt-Anschluss, für die die Ermüdungsfestigkeit, ausgedrückt als Hot-Spot-Spannungsschwingbreite, meistens bekannt ist
1.5.2.9 Spannungs-Zeit-Verlauf kontinuierlicher Verlauf, aufgezeichnet oder berechnet, für die Spannungsschwankung an einem besonderen Punkt des Tragwerks innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls
1.5.2.10 Spannungs-Umkehr-Punkt Spannungswert im Spannungs-Zeit-Verlauf, an dem die Spannungsänderungsrate ihr Vorzeichen ändert
1.5.2.12 Spannungsspitze Umkehrpunkt, an dem die Spannungsänderungsrate von positiv auf negativ umschaltet
1.5.2.12 Spannungstiefpunkt Umkehrpunkt, an dem die Spannungsänderungsrate von negativ auf positiv umschaltet
1.5.2.13 konstante Amplitude Spannungsamplitude in einem Spannungs-Zeit-Verlauf, bei dem die Spannung sich zwischen konstanten Spannungsspitzen und konstanten Spannungstiefpunkten bewegt
1.5.2.14 variable Amplitude Spannungsamplitude in jedem Spannungs-Zeit-Verlauf mit mehr als einem Wert der Spannungsspitzen oder Spannungstiefpunkten
1.5.2.15 Spannungsschwingspiel Schwingspiel Element einer Schwing-Einstufenbeanspruchung bei dem die Spannung bei einem Wert beginnt und beim gleichen Wert endet und dabei durch ein Maximum und ein Minimum (oder in umgekehrter Folge) verläuft; auch: Element eines mit einer Zählmethode ermittelten Schwingbeanspruchungskollektivs
1.5.2.16 Schwingspiel-Zählverfahren Ablauf zur Transformation eines Spannungs-Zeit-Verlaufs mit variabler Amplitude in ein Kollektiv von Spannungsschwingspielen, jedes mit einer bestimmten Spannungsschwingbreite, so z. B. die Reservoir-Methode und die Rainflow-Methode
1.5.2.17 Rainflow-Methode spezielles Schwingspiel-Zählverfahren zur Ermittlung eines Kollektivs von Spannungsschwingbreiten aus einem vorhandenen Spannungs-Zeit-Verlauf
1.5.2.18 Reservoir-Methode spezielles Schwingspiel-Zählverfahren zur Ermittlung eines Kollektivs von Spannungsschwingbreiten aus einem vorhandenen Spannungs-Zeit-Verlauf
1.5.2.19 Spannungs-Amplitude Hälfte des Wertes der Spannungsschwingbreite
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1.5.2.8 Hot-Spot Spannung geometrische Spannung an einer bestimmten Rissentstehungsstelle bei einer besonderen Geometrie des Details, wie bei einem Schweißnahtübergang an einem schrägen Hohlprofilquerschnitt-Anschluss, für die die Ermüdungsfestigkeit, ausgedrückt als Hot-Spot-Spannungsschwingbreite, meistens bekannt ist
1.5.2.9 Spannungs-Zeit-Verlauf kontinuierlicher Verlauf, aufgezeichnet oder berechnet, für die Spannungsschwankung an einem besonderen Punkt des Tragwerks innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls
1.5.2.10 Spannungs-Umkehr-Punkt Spannungswert im Spannungs-Zeit-Verlauf, an dem die Spannungsänderungsrate ihr Vorzeichen ändert
1.5.2.12 Spannungsspitze Umkehrpunkt, an dem die Spannungsänderungsrate von positiv auf negativ umschaltet
1.5.2.12 Spannungstiefpunkt Umkehrpunkt, an dem die Spannungsänderungsrate von negativ auf positiv umschaltet
1.5.2.13 konstante Amplitude Spannungsamplitude in einem Spannungs-Zeit-Verlauf, bei dem die Spannung sich zwischen konstanten Spannungsspitzen und konstanten Spannungstiefpunkten bewegt
1.5.2.14 variable Amplitude Spannungsamplitude in jedem Spannungs-Zeit-Verlauf mit mehr als einem Wert der Spannungsspitzen oder Spannungstiefpunkten
1.5.2.15 Spannungsschwingspiel Schwingspiel Element einer Schwing-Einstufenbeanspruchung bei dem die Spannung bei einem Wert beginnt und beim gleichen Wert endet und dabei durch ein Maximum und ein Minimum (oder in umgekehrter Folge) verläuft; auch: Element eines mit einer Zählmethode ermittelten Schwingbeanspruchungskollektivs
1.5.2.16 Schwingspiel-Zählverfahren Ablauf zur Transformation eines Spannungs-Zeit-Verlaufs mit variabler Amplitude in ein Kollektiv von Spannungsschwingspielen, jedes mit einer bestimmten Spannungsschwingbreite, so z. B. die Reservoir-Methode und die Rainflow-Methode
1.5.2.17 Rainflow-Methode spezielles Schwingspiel-Zählverfahren zur Ermittlung eines Kollektivs von Spannungsschwingbreiten aus einem vorhandenen Spannungs-Zeit-Verlauf
1.5.2.18 Reservoir-Methode spezielles Schwingspiel-Zählverfahren zur Ermittlung eines Kollektivs von Spannungsschwingbreiten aus einem vorhandenen Spannungs-Zeit-Verlauf
1.5.2.19 Spannungs-Amplitude Hälfte des Wertes der Spannungsschwingbreite
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1.5.2.20 Spannungsverhältnis Verhältnis zwischen Minimal- und Maximalspannung in einem Spannungs-Zeit-Verlauf konstanter Amplitude oder einem Schwingspiel, das aus einem Spannungs-Zeit-Verlauf variabler Amplitude hergeleitet wird
1.5.2.21 Spannungsintensitäts-Verhältnis minimale Spannungsintensität dividiert durch die maximale Spannungsintensität, die aus einem Spannungs-Zeit-Verlauf konstanter Amplitude oder einem Schwingspiel eines Spannungs-Zeit-Verlaufs variabler Amplitude hergeleitet werden
1.5.2.22 Mittelspannung arithmetisches Mittel der algebraischen Summe vom höchsten und niedrigsten Spannungswert
1.5.2.23 Spannungsschwingbreite algebraische Differenz zwischen der Spannungsspitze und dem Spannungstiefpunkt in einem Spannungs-schwingspiel
1.5.2.24 Spannungsintensitäts-Schwingbreite algebraische Differenz zwischen der höchsten und niedrigsten Spannungsintensität, die aus der Spannungsspitze bzw. dem Spannungstiefpunkt in einem Spannungsschwingspiel ermittelt werden
1.5.2.25 Spannungsschwingbreiten-Kollektiv (auch als „Spannungs-Kollektiv“ bekannt) Histogramm zur Darstellung der Auftretenshäufigkeit für alle Spannungsschwingbreiten verschiedener Größe aus der Messung oder Berechnung für ein besonderes Belastungsereignis
1.5.2.26 Bemessungs-Kollektiv Gesamtheit aller Spannungsschwingbreiten-Kollektive, die für den Ermüdungsnachweis zugrunde gelegt werden
1.5.2.27 Detailkategorie Bezeichnung einer bestimmten Entstehungsstelle für die Ermüdung bei einer bestimmten Richtung der Spannungsschwankung, zwecks Zuordnung einer Ermüdungsfestigkeitskurve für den Ermüdungsnachweis
1.5.2.28 Lebensdauer Lebensdauer beim Versagen, ausgedrückt als Anzahl der Schwingspiele bis zum Bruch, bei Einwirkung eines Spannungs-Zeit-Verlaufs konstanter Spannungsamplitude
1.5.2.29 Ermüdungsfestigkeitskurve (Wöhlerkurve) quantitative Beziehung zwischen der Spannungsschwingbreite und der Lebensdauer – in logarithmischen Koordinaten in dieser Norm –, die für den Ermüdungsnachweis einer Konstruktionsdetail-Kategorie verwendet wird
1.5.2.30 charakteristische Ermüdungsfestigkeit Spannungsschwingbreite bei konstanter Amplitude ΔσC für eine bestimmte Detailkategorie bei der Lebensdauer von NC = 2 × 106 Schwingspiele
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1.5.2.20 Spannungsverhältnis Verhältnis zwischen Minimal- und Maximalspannung in einem Spannungs-Zeit-Verlauf konstanter Amplitude oder einem Schwingspiel, das aus einem Spannungs-Zeit-Verlauf variabler Amplitude hergeleitet wird
1.5.2.21 Spannungsintensitäts-Verhältnis minimale Spannungsintensität dividiert durch die maximale Spannungsintensität, die aus einem Spannungs-Zeit-Verlauf konstanter Amplitude oder einem Schwingspiel eines Spannungs-Zeit-Verlaufs variabler Amplitude hergeleitet werden
1.5.2.22 Mittelspannung arithmetisches Mittel der algebraischen Summe vom höchsten und niedrigsten Spannungswert
1.5.2.23 Spannungsschwingbreite algebraische Differenz zwischen der Spannungsspitze und dem Spannungstiefpunkt in einem Spannungs-schwingspiel
1.5.2.24 Spannungsintensitäts-Schwingbreite algebraische Differenz zwischen der höchsten und niedrigsten Spannungsintensität, die aus der Spannungsspitze bzw. dem Spannungstiefpunkt in einem Spannungsschwingspiel ermittelt werden
1.5.2.25 Spannungsschwingbreiten-Kollektiv (auch als „Spannungs-Kollektiv“ bekannt) Histogramm zur Darstellung der Auftretenshäufigkeit für alle Spannungsschwingbreiten verschiedener Größe aus der Messung oder Berechnung für ein besonderes Belastungsereignis
1.5.2.26 Bemessungs-Kollektiv Gesamtheit aller Spannungsschwingbreiten-Kollektive, die für den Ermüdungsnachweis zugrunde gelegt werden
1.5.2.27 Detailkategorie Bezeichnung einer bestimmten Entstehungsstelle für die Ermüdung bei einer bestimmten Richtung der Spannungsschwankung, zwecks Zuordnung einer Ermüdungsfestigkeitskurve für den Ermüdungsnachweis
1.5.2.28 Lebensdauer Lebensdauer beim Versagen, ausgedrückt als Anzahl der Schwingspiele bis zum Bruch, bei Einwirkung eines Spannungs-Zeit-Verlaufs konstanter Spannungsamplitude
1.5.2.29 Ermüdungsfestigkeitskurve (Wöhlerkurve) quantitative Beziehung zwischen der Spannungsschwingbreite und der Lebensdauer – in logarithmischen Koordinaten in dieser Norm –, die für den Ermüdungsnachweis einer Konstruktionsdetail-Kategorie verwendet wird
1.5.2.30 charakteristische Ermüdungsfestigkeit Spannungsschwingbreite bei konstanter Amplitude ΔσC für eine bestimmte Detailkategorie bei der Lebensdauer von NC = 2 × 106 Schwingspiele
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1.5.2.31 Dauerfestigkeit Wert der Spannungsschwingbreite, unterhalb dem alle Spannungsschwingbreiten eines Bemessungs-kollektivs liegen sollten, damit ein Ermüdungsschaden ignoriert werden darf
1.5.2.32 Schwellenwert der Ermüdungsfestigkeit Grenzwert, unterhalb dem Spannungsschwingbreiten des Bemessungskollektivs bei der Schadens-akkumulations-Berechnung vernachlässigt werden dürfen
1.5.2.33 Bemessungslebensdauer Bezugszeitraum, für den ein sicheres Tragwerksverhalten, d. h. dass mit ausreichender Wahrscheinlichkeit kein Versagen infolge Ermüdungsrisse eintritt, verlangt wird
1.5.2.34 sichere Lebensdauer Zeitraum, für den sich mit ausreichender Wahrscheinlichkeit nach einer schwingbruchsicheren Bemessung kein Versagen infolge Ermüdung ergibt
1.5.2.35 Schadenstoleranz Fähigkeit des Tragwerks, Ermüdungsrisse aufzunehmen, ohne das es zum Versagen oder zur negativen Beeinträchtigung der Gebrauchstauglichkeit kommt
1.5.2.36 Ermüdungsschaden Verhältnis der für eine bestimmte Betriebszeit zu ertragenden Spannungsschwingspiele eines Konstruktionsdetails bei einer gegebenen Spannungsschwingbreite zur Lebensdauer unter der gleichen Beanspruchungschwingbreite
1.5.2.37 Miner-Regel Schadensakkumulation infolge aller Spannungsschwingspiele eines Spannungsschwingbreiten-Kollektivs (oder eines Bemessungs-Kollektivs) nach der Palmgren-Miner-Regel
1.5.2.38 schadensäquivalente Ermüdungsbelastung vereinfachte Ermüdungsbelastung, meist eine Einzellast bei vorgegebener Zahl der Wiederholungen, so dass diese anstelle einer realistischeren Belastungsreihe, im Rahmen bestimmter Vorraussetzungen, mit hinreichender Annäherung einen äquivalenten Ermüdungsschaden hervorruft
1.5.2.39 schadensäquivalente Spannungsschwingbreite durch die Einwirkung einer schadensäquivalenten Ermüdungsbelastung an einem Konstruktionsdetail hervorgerufene Spannungsschwingbreite
1.5.2.40 Schadensäquivalente Ermüdungsbelastung konstanter Amplitude vereinfachte Ermüdungsbelastung mit konstanter Amplitude, die den gleichen Ermüdungsschaden hervorruft wie eine reelle Belastungsreihe variabler Amplitude
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1.6 Symbole
A Werkstoff-Konstante bei Berechnung der Rissfortschrittgeschwindigkeit
a Kehlnahtdicke
a Risslänge
ac Rissbreite an der Oberfläche
da/dN Rissfortschrittsgeschwindigkeit (m/Schwingspiel)
D Ermüdungsschaden-Wert, berechnet für eine bestimmte Betriebsdauer
DL Ermüdungsschaden-Wert, berechnet für die gesamte Lebensdauer
!DL,d für die gesamte Bemessungslebensdauer berechneter Bemessungswert des Ermüdungs-schadens"
Dlim vorgeschriebener Bemessungs-Grenzwert für DL
fv,adh Charakteristische Schubfestigkeit eines Klebers
Kgt Geometrischer Spannungskonzentrations-Beiwert
K Spannungsintensität
Δ K Spannungsintensitäts-Schwingbreite
kadh Beiwert der Ermüdungsfestigkeit für Klebeverbindungen
kF Anzahl der Standardabweichungen über dem vorhergesagten Mittelwert der Belastung
kN Anzahl der Standardabweichungen über dem vorhergesagten Mittelwert der Anzahl der Belastungszyklen
Ladh Wirksame Länge von überlappten Klebeverbindungen
ld Minimale wahrnehmbare Risslänge
lf Bruchkritische Risslänge
log Logarithmus zur Basis 10
m Neigung einer logΔσ – logN Ermüdungsfestigkeitskurve bzw. Exponent im mathematischen Ausdruck der Rissfortschrittsgeschwindigkeit
m1 Wert von m für N ≤ 5 × 106 Schwingspiele
m2 Wert von m für 5 × 106 < N ≤ 108 Schwingspiele
N Anzahl (oder gesamte Anzahl) der Schwingspiele
Ni !vorausgesetzte Anzahl von Schwingspielen bis zum Versagen bei der Spannungs-schwingbreite Δσi"
NC Anzahl der Schwingspiele (2 × 106), bei der die charakteristische Ermüdungsfestigkeit definiert ist
ND Anzahl der Schwingspiele (5 × 106), bei der die Dauerfestigkeit bei konstanter Amplitude definiert ist
NL Anzahl der Schwingspiele (108), bei der der Schwellenwert der Ermüdungsfestigkeit definiert ist
ni Anzahl der Schwingspiele bei der Spannungsschwingbreite Δσi
P Wahrscheinlichkeit
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R Spannungsverhältnis
t Dicke
!Ti Inspektionsintervall
TF Zeitraum nach Fertigstellung, der für den Beginn der Inspektion auf Ermüdung empfohlen wird; dabei beinhaltet die Inspektion auf Ermüdung die Inspektion von Bereichen mit einer erhöhten Rissentstehungswahrscheinlichkeit
TG Zeitraum nach Fertigstellung, der für den Beginn der allgemeinen Inspektion empfohlen wird; dabei beinhaltet die allgemeine Inspektion die Prüfung, dass sich das Tragwerk (weiterhin) in dem Zustand nach der Fertigstellung und Abnahme befindet, d. h. dass keine Verschlechterung des Zustands eingetreten ist, wie z. B. Verschlechterungen durch Hinzu-kommen von schädlichen Löchern und oder Schweißnähten zur Befestigung von Zusatz-elementen, Schäden auf Grund von Vandalismus oder Unfällen, unerwartete Korrosion, usw."
Tf Zeit für das Wachstum eines wahrnehmbaren Risses bis zu einer versagenskritischen Größe
TL Bemessungslebensdauer
TS Sichere Lebensdauer
y von der Rissgeometrie abhängiger Faktor in der Berechnungsformel der Rissfortschritts-geschwindigkeit
! λi schadensäquivalenter Beiwert, abhängig von der Lastsituation und den konstruktiven Merkmalen sowie von anderen Faktoren
γFf Teilsicherheitsbeiwert für die Ermüdungsbelastung
γMf Teilsicherheitsbeiwert für die Ermüdungsfestigkeit
Δσ Schwingbreite der Nennspannung (Normalspannung)
ANMERKUNG Abhängig vom Kontext bezieht sich Δσ entweder auf die Schnittgrößen oder auf die Ermüdungsfestigkeit.
Δτ effektive Schwingbreite der Schubspannung
Δσi konstante Spannungsschwingbreite für die Hauptspannungen im Konstruktionsdetail für ni Schwingspiele;
ΔσC Referenzwert der Ermüdungsfestigkeit bei 2 × 106 Schwingspielen (Normalspannung)
ΔσD Dauerfestigkeit
ΔσE Schwingbreite der Nennspannung aus Ermüdungsbeanspruchungen
ΔσE,Ne schadensäquivalente Spannungsschwingbreite konstanter Amplitude bei Nmax
ΔσE,2e schadensäquivalente Spannungsschwingbreite konstanter Amplitude bei 2 × 106
Schwingspielen
ΔσL Schwellenwert der Ermüdungsfestigkeit
ΔσR Ermüdungsfestigkeit (Normalspannung)
ΔTF empfohlenes maximales Zeitintervall für die Inspektion auf Ermüdung
ΔTG empfohlenes maximales Zeitintervall für die allgemeine Inspektion
σmax, σmin Maximal- bzw. Minimalwert der Spannungen in einem Schwingspiel
σm Mittelspannung "
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1.7 Spezifikationen für die Ausführung
1.7.1 Ausführungsspezifikation
(1) Die Ausführungsspezifikation sollte alle Anforderungen an die Materialvorbereitung, Montage, Verbin-dung, Nachbehandlung sowie Inspektion beinhalten, um die gewünschte Ermüdungsfestigkeiten zu erreichen.
1.7.2 Betriebsbuch
(1) Das Betriebsbuch sollte enthalten:
⎯ Einzelheiten für die Ermüdungsbelastung und die in der Bemessung angenommene Bemessungs-lebensdauer;
⎯ jede erforderliche Maßnahme zur Beobachtung der Belastungshöhe und -Häufigkeit im Betrieb;
⎯ das Verbot künftiger Änderungen am Tragwerk, bspw. Bohren von Löchern oder Anbringen von Anschweißungen, ohne fachgerechte Analyse der Auswirkungen auf das Tragwerksverhalten;
⎯ Instruktionen für den Aus- und Wiedereinbau von Bauteilen, beispielsweise. das Festmachen von Befestigungsmitteln;
⎯ akzeptable Reparaturmethoden im Falle von zufälligen Beschädigungen während des Betriebs (z. B. Kerben, Beulen, Risse, etc.).
1.7.3 Prüf- und Wartungsbuch
(1) Das Prüf- und Wartungsbuch sollte einen Zeitplan jeder im Betrieb erforderlichen Inspektion von ermüdungskritischen Teilen enthalten. Besonders in Fällen, bei denen eine schadenstolerante Bemessung durchgeführt wurde, sollte dieses Folgendes enthalten:
⎯ Die Inspektionsmethoden;
⎯ die zu untersuchenden Stellen;
⎯ die Häufigkeit der Inspektionen;
⎯ die maximal zulässige Rissgröße vor einer erforderlichen Ausbesserung;
⎯ Details akzeptabler Reparaturmethoden oder des Auswechselns von Teilen mit Ermüdungsrissen.
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2 Grundlagen der Bemessung
!
2.1 Allgemeines
2.1.1 Grundlegende Anforderungen
(1)P Ziel der Bemessung eines Tragwerks gegen den Grenzzustand der Ermüdung ist, mit einem akzeptablen Wahrscheinlichkeitsniveau ein zufriedenstellendes Verhalten des Tragwerks während seiner gesamten Bemessungslebensdauer sicherzustellen, damit das Tragwerk während der Bemessungs-lebensdauer nicht infolge Ermüdung versagt bzw. es nicht wahrscheinlich ist, dass vorzeitige reparaturbedürftige Schäden durch Ermüdung entstehen. Die Bemessung von Aluminiumtragwerken gegen den Grenzzustand der Ermüdung darf auf einer der folgenden Methoden beruhen:
a) Bemessung nach dem Konzept der sicheren Lebensdauer (schwingbruchsichere Bemessung - SLD, safe life design) (siehe 2.2.1);
b) Bemessung nach dem Konzept der Schadenstoleranz (schadenstolerante Bemessung DTD, damage tolerant design) (siehe 2.2.2).
Jede der Methoden a) und b) darf durch versuchsunterstützte Bemessung ergänzt oder ersetzt werden (siehe 2.2.3).
ANMERKUNG Der Nationale Anhang darf die Bedingungen für die Anwendung der oben angegebenen Bemessungsmethoden angeben.
(2) Die Methode für die Bemessung gegen Ermüdung sollte unter Berücksichtigung der Nutzung des Tragwerks und der für die Bauteile festgelegten Schadensfolgeklasse gewählt werden. Insbesondere sollte die Zugänglichkeit der Bauteile für die Inspektion und die Einzelheiten der Stellen, an denen Ermüdungsrisse zu erwarten sind, berücksichtigt werden.
(3) Ein Ermüdungsnachweis der Bauteile und Tragwerke sollte in den Fällen in Erwägung gezogen werden, in denen sich die Lasten häufig ändern, insbesondere bei Lastumkehr. Situationen, in denen dies gewöhnlich geschehen kann, sind z. B. wenn
⎯ Bauteile durch Lasten von Hebezeugen oder rollende Lasten beansprucht werden;
⎯ Bauteile wiederholten Belastungen ausgesetzt sind, die durch Schwingungen von Maschinen verursacht werden;
⎯ Bauteile vom Wind verursachten Schwingungen ausgesetzt sind;
⎯ Bauteile von Menschenmengen verursachten Schwingungen ausgesetzt sind;
⎯ bei fliegenden Bauten Beschleunigungskräfte auftreten;
⎯ Bauteile Schwingungen ausgesetzt sind, die durch Flüssigkeitsströmungen oder Welleneinwirkungen verursacht werden.
ANMERKUNG Die in dieser Norm angegebenen Regeln bezüglich der Ermüdungsfestigkeit gelten in der Regel für die Ermüdung bei hohen Lastspielzahlen. Hinweise für die Ermüdung bei niedrigen Lastspielzahlen sind Anhang F zu entnehmen.
(4) Die Bemessungsregeln der anderen Teilen von EN 1999 gelten ebenfalls.
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2.2 Bemessungsmethoden gegen Ermüdung
2.2.1 Schwingbruchsichere Bemessung (SLD)
(1) Die Methode der schwingbruchsicheren Bemessung basiert auf der Berechnung des während der Bemessungslebensdauer des Tragwerks akkumulierten Schadens oder dem Vergleich der maximalen Spannungsschwingbreite mit der Dauerfestigkeit unter Verwendung einer standardmäßigen unteren Grenze für die Ermüdungsfestigkeit und einer oberen Grenze für die geschätzte Ermüdungsbelastung; dabei beruhen alle Berechnungen auf Bemessungswerten. Dieser Ansatz bietet eine konservative Abschätzung der Ermüdungsfestigkeit und hängt in der Regel nicht von einer betrieblichen Inspektion auf Ermüdungsschäden ab.
ANMERKUNG Arten möglicher betrieblicher Inspektionen sind L.1 zu entnehmen; sie gelten nur bei Übernahme der in Anhang J enthaltenen Ermüdungswiderstandsdaten.
(2) Die Bemessung gegen Ermüdung beinhaltet die Vorhersage von Spannung-Zeit-Verläufen an potentiellen Rissentstehungsstellen, gefolgt durch die Zählung von Belastungszyklen mit den zugehörigen Spannungsschwingbreiten und die Aufstellung von Spannungs-Kollektiven. Anhand dieser Informationen wird für das betrachtete Konstruktionsdetail mit Hilfe einschlägiger Lebensdauerdaten bei der gegebenen Spannungsschwingbreite die Bemessungslebensdauer abgeschätzt. Dieses Verfahren ist in A.2 beschrieben.
(3) Um einen ausreichenden Widerstand des Bauteils oder Tragwerks sicherzustellen, darf der Bemessung nach dem Konzept der sicheren Lebensdauer eine von zwei verschiedenen Methoden zugrunde gelegt werden. Diese beruhen
a) auf der Berechnung der linearen Schadensakkumulation, siehe (4); oder
b) dem Ansatz mit äquivalenten Spannungsschwingbreiten, siehe (5).
ANMERKUNG Eine dritte Methode für den Fall, dass alle Bemessungs-Spannungsschwingbreiten die Bemessungs-Dauerfestigkeit unterschreiten, ist in L.1(4) angegeben.
(4) Bei der schwingbruchsicheren Bemessung auf der Grundlage der Annahme der linearen Schadensakkumulation (Miner-Regel) sollte der Ermüdungsschaden DL aller Spannungsschwingspiele die folgende Bedingung erfüllen:
DL,d ≤ 1 (2.1 a)
Dabei ist
DL,d = Σni/Ni, berechnet nach der in A.2 angegebenen Methode;
oder
DL ≤ Dlim (2.1 b)
Dabei ist
DL = Σni/Ni, berechnet nach der in A.2 angegebenen Methode mit γMf = γFf = 1,0.
ANMERKUNG Der Wert für Dlim darf im Nationalen Anhang festgelegt werden, siehe L.4. Empfohlene Werte für Dlim sind in L.4 angegeben; sie gelten nur bei Übernahme der in Anhang J enthaltenen Ermüdungswiderstandsdaten.
(5) Falls die Bemessung auf dem Ansatz mit äquivalenten Spannungsschwingbreiten (ΔσE,2e) beruht, sollte die folgende Bedingung erfüllt werden:
1/ MfC
E,2eFf ≤γσΔ
σΔγ (2.2)
ANMERKUNG Empfohlene Werte für γMf sind in L.4 angegeben. Für γFf siehe 2.4.
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2.2.2 Schadenstolerante Bemessung (DTD)
(1)P Eine schadenstolerante Bemessung erfordert, dass ein vorgeschriebenes Inspektions- und Wartungsprogramm zur Feststellung und zur Behebung von Ermüdungsschäden erstellt und während der Bemessungslebensdauer des Tragwerks befolgt wird. Die Bemessung sollte zu einer Ausführungsqualität führen, bei der davon ausgegangen werden kann, dass das Verhalten eines Tragwerks während der Bemessungslebensdauer einwandfrei ist. Die Voraussetzungen für die Anwendung dieser Methode und für die Festlegung einer Inspektionsstrategie sind A.3 zu entnehmen.
ANMERKUNG 1 Die Bemessung nach dem Konzept der Schadenstoleranz kann in solchen Anwendungen als geeignet angesehen werden, bei denen die Bewertung nach dem Konzept der sicheren Lebensdauer zeigt, dass die Ermüdung einen signifikanten Einfluss auf die Kosten der konstruktiven Ausführung hat und dass ein höheres Ermüdungsrissrisiko während der Bemessungslebensdauer hingenommen werden kann als bei Anwendung der Regeln der Bemessung nach dem Konzept der sicheren Lebensdauer. Dieser Ansatz wurde entwickelt mit dem Ziel, das gleiche Zuverlässigkeitsniveau zu erreichen wie die Bemessung nach dem Konzept der sicheren Lebensdauer.
ANMERKUNG 2 Die Bemessung nach dem Konzept der Schadenstoleranz darf mit zwei verschiedenen Ansatzvarianten, DTD-I und DTD-II, angewendet werden, siehe Anhang L.
(2) Bei der Wahl der Tragwerksart und deren baulichen Durchbildung sollten folgende Hinweise berücksichtigt werden:
⎯ Die Details, die Werkstoffe und die Höhe der Spannungen sollten so gewählt sein, dass sich bei einer Rissbildung ein niedriger Rissfortschritt und eine hohe kritische Risslänge ergeben;
⎯ soweit möglich, sollte eine Tragwerksart gewählt werden, bei der im Falle von Ermüdungsschäden eine Umverteilung der Schnittgrößen im Tragwerk oder im Bauteilquerschnitt stattfinden kann (Redundanzprinzip);
⎯ rissstoppende Konstruktionsdetails sollten vorgesehen werden;
⎯ es sollte sichergestellt werden, dass kritische Bauteile und Details für die regelmäßigen Inspektionen leicht zugänglich sind;
⎯ es sollte sichergestellt werden, dass Risse durch Überwachung unter Kontrolle gehalten werden oder, sofern erforderlich, dass Bauteile leicht instand gesetzt oder ersetzt werden können.
2.2.3 Versuchsunterstützte Bemessung
(1) Dieser Ansatz sollte angewendet werden, wenn die erforderlichen Angaben zur Belastung, zum Tragwerkverhalten, zur Ermüdungsfestigkeit oder zum Rissfortschritt aus Normen oder anderen Quellen für eine bestimmte Anwendung nicht verfügbar sind sowie zur Optimierung von Konstruktionsdetails. Versuchsergebnisse sollten anstelle genormter Daten nur unter der Voraussetzung eingesetzt werden, dass sie unter kontrollierten Bedingungen ermittelt und angewendet wurden.
ANMERKUNG Der Nachweis für die Bemessung mit Unterstützung durch Versuche sollte entsprechend Anhang C durchgeführt werden.
2.3 Ermüdungsbelastung
2.3.1 Herkunft der Ermüdungsbelastung
(1)P Spannungsveränderungen jeglicher Herkunft sollten im Tragwerk identifiziert werden. Gewöhnliche Situationen, in denen eine Ermüdungsbelastung auftritt, sind in 2.1.1 angegeben.
ANMERKUNG Für die Begrenzung der Ermüdung bei wiederholtem lokalem Beulen siehe D.3.
(2) Die Ermüdungsbelastung sollte EN 1991 oder anderen maßgebenden Europäischen Normen entnommen werden.
ANMERKUNG Der Nationale Anhang darf Regeln zur Bestimmung der Ermüdungslasten für solche Fälle festlegen, die durch keine Europäische Norm abgedeckt sind.
(3) Dynamische Einflüsse sollten berücksichtigt werden, sofern sie nicht bereits in den Einflüssen der Ermüdungslasten enthalten sind.
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2.2.2 Schadenstolerante Bemessung (DTD)
(1)P Eine schadenstolerante Bemessung erfordert, dass ein vorgeschriebenes Inspektions- und Wartungsprogramm zur Feststellung und zur Behebung von Ermüdungsschäden erstellt und während der Bemessungslebensdauer des Tragwerks befolgt wird. Die Bemessung sollte zu einer Ausführungsqualität führen, bei der davon ausgegangen werden kann, dass das Verhalten eines Tragwerks während der Bemessungslebensdauer einwandfrei ist. Die Voraussetzungen für die Anwendung dieser Methode und für die Festlegung einer Inspektionsstrategie sind A.3 zu entnehmen.
ANMERKUNG 1 Die Bemessung nach dem Konzept der Schadenstoleranz kann in solchen Anwendungen als geeignet angesehen werden, bei denen die Bewertung nach dem Konzept der sicheren Lebensdauer zeigt, dass die Ermüdung einen signifikanten Einfluss auf die Kosten der konstruktiven Ausführung hat und dass ein höheres Ermüdungsrissrisiko während der Bemessungslebensdauer hingenommen werden kann als bei Anwendung der Regeln der Bemessung nach dem Konzept der sicheren Lebensdauer. Dieser Ansatz wurde entwickelt mit dem Ziel, das gleiche Zuverlässigkeitsniveau zu erreichen wie die Bemessung nach dem Konzept der sicheren Lebensdauer.
ANMERKUNG 2 Die Bemessung nach dem Konzept der Schadenstoleranz darf mit zwei verschiedenen Ansatzvarianten, DTD-I und DTD-II, angewendet werden, siehe Anhang L.
(2) Bei der Wahl der Tragwerksart und deren baulichen Durchbildung sollten folgende Hinweise berücksichtigt werden:
⎯ Die Details, die Werkstoffe und die Höhe der Spannungen sollten so gewählt sein, dass sich bei einer Rissbildung ein niedriger Rissfortschritt und eine hohe kritische Risslänge ergeben;
⎯ soweit möglich, sollte eine Tragwerksart gewählt werden, bei der im Falle von Ermüdungsschäden eine Umverteilung der Schnittgrößen im Tragwerk oder im Bauteilquerschnitt stattfinden kann (Redundanzprinzip);
⎯ rissstoppende Konstruktionsdetails sollten vorgesehen werden;
⎯ es sollte sichergestellt werden, dass kritische Bauteile und Details für die regelmäßigen Inspektionen leicht zugänglich sind;
⎯ es sollte sichergestellt werden, dass Risse durch Überwachung unter Kontrolle gehalten werden oder, sofern erforderlich, dass Bauteile leicht instand gesetzt oder ersetzt werden können.
2.2.3 Versuchsunterstützte Bemessung
(1) Dieser Ansatz sollte angewendet werden, wenn die erforderlichen Angaben zur Belastung, zum Tragwerkverhalten, zur Ermüdungsfestigkeit oder zum Rissfortschritt aus Normen oder anderen Quellen für eine bestimmte Anwendung nicht verfügbar sind sowie zur Optimierung von Konstruktionsdetails. Versuchsergebnisse sollten anstelle genormter Daten nur unter der Voraussetzung eingesetzt werden, dass sie unter kontrollierten Bedingungen ermittelt und angewendet wurden.
ANMERKUNG Der Nachweis für die Bemessung mit Unterstützung durch Versuche sollte entsprechend Anhang C durchgeführt werden.
2.3 Ermüdungsbelastung
2.3.1 Herkunft der Ermüdungsbelastung
(1)P Spannungsveränderungen jeglicher Herkunft sollten im Tragwerk identifiziert werden. Gewöhnliche Situationen, in denen eine Ermüdungsbelastung auftritt, sind in 2.1.1 angegeben.
ANMERKUNG Für die Begrenzung der Ermüdung bei wiederholtem lokalem Beulen siehe D.3.
(2) Die Ermüdungsbelastung sollte EN 1991 oder anderen maßgebenden Europäischen Normen entnommen werden.
ANMERKUNG Der Nationale Anhang darf Regeln zur Bestimmung der Ermüdungslasten für solche Fälle festlegen, die durch keine Europäische Norm abgedeckt sind.
(3) Dynamische Einflüsse sollten berücksichtigt werden, sofern sie nicht bereits in den Einflüssen der Ermüdungslasten enthalten sind.
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2.3.2 Herleitung der Ermüdungsbelastung
(1) Zusätzlich zu den Normen, in denen die Ermüdungsbelastung behandelt wird, sind die folgenden Abschnitte zu beachten.
(2) Die Ermüdungsbelastung sollte üblicherweise durch ein Bemessungslastkollektiv beschrieben werden, welches einen Bereich von Intensitäten eines spezifischen Nutzlastereignisses und die Anzahl der Wiederholungen jeder Lastintensität während der Bemessungslebensdauer des Tragwerks definiert. Wenn zwei oder mehrere voneinander unabhängige Nutzlastereignisse zu erwarten sind, wird es erforderlich sein, die jeweilige Phasenverschiebung anzugeben.
(3) Eine realistische Bewertung der Ermüdungsbelastung ist ausschlaggebend für die Berechnung der Lebensdauer des Tragwerks. Wo keine veröffentlichten Nutzlastdaten existieren, sollten Werte für die Ermüdungsbelastung bestehender Tragwerke unter ähnlichen Beanspruchungsbedingungen angesetzt werden.
(4) Durch die kontinuierliche Messung von Beanspruchungen oder Verformungen als Stichprobe in einem geeigneten Zeitraum sollten Daten für die Ermüdungsbelastung aus der nachfolgenden Analyse des Tragwerksverhaltens abgeleitet werden.Liegen die Lastfrequenzen in der Nähe der Eigenfrequenzen des Tragwerkes, so sind die dynamischen Vergrößerungseinflüsse besonders zu beachten.
ANMERKUNG Weitere Hinweise werden in Anhang C gegeben.
(5) Das Bemessungslastkollektiv sollte auf der Grundlage gewählt werden, dass es einen geschätzten oberen Grenzwert der akkumulierten Betriebsbedingungen während der gesamten Bemessungslebensdauer des Tragwerks darstellt. Alle wahrscheinlichen betrieblichen und umweltbedingten Einflüsse aus der voraus-gesehenen Nutzung des Tragwerks während der erwähnten Zeit sollten berücksichtigt werden.
(6) Der Grenzwert des Konfidenzbereiches für die Ermittlung der Intensität des Bemessungslastkollektivs sollte auf der Grundlage des vorausgesagten Mittelwerts plus kF mal Standardabweichungen festgelegt werden. Der Grenzwert des Konfidenzbereiches für die Ermittlung der Anzahl der Schwingspiele im Bemessungslastkollektiv sollte auf der Grundlage des vorausgesagten Mittelwerts plus kN mal Standard-abweichungen festgelegt werden.
ANMERKUNG Werte für kF und kN dürfen im Nationalen Anhang definiert werden. Empfohlene Zahlenwerte sind kF = 2 und kN = 2. Siehe auch ANMERKUNG 2 in 2.4 (1).
2.3.3 Äquivalente Ermüdungsbelastung
(1) Eine vereinfachte äquivalente Ermüdungsbelastung darf eingesetzt werden, wenn die folgenden Voraussetzungen erfüllt sind:
a) Das Tragwerk entspricht in seiner grundlegenden Struktur und Form sowie in seinen Abmessungen denjenigen Konstruktionen, für die die äquivalente Ermüdungsbelastung ursprünglich ermittelt wurde;
b) die tatsächliche Ermüdungsbelastung entspricht bezüglich Intensität, Frequenz und Wirkungsweise derjenigen, die für die Herleitung der äquivalenten Ermüdungsbelastung eingesetzt wurde;
c) die für die Herleitung der äquivalenten Ermüdungsbelastung angenommenen Werte für m1, m2, ND und NL – siehe Bild 6.1 – entsprechen den für das nachzuweisende Detail geltenden Werten;
ANMERKUNG In manchen Fällen werden äquivalente Ermüdungslasten unter Annahme einer einfachen einheitlichen Neigung mit m2 = m1 und ΔσL = 0 ermittelt. Bei vielen Anwendungen mit zahlreichen Schwingspielen niedriger Amplitude führt dies zu einer sehr konservativen Schätzung der Lebensdauer.
d) das dynamische Verhalten des Tragwerks ist ausreichend niedrig, so dass Resonanzeffekte, die von Unterschieden in Masse, Steifigkeit und Dämpfungsbeiwert beeinflusst werden, nur eine geringe Auswirkung auf die gesamte Schadensakkumulation nach der Palmgren-Miner-Regel haben.
(2) Im Fall, dass eine äquivalente Ermüdungsbelastung speziell für eine Konstruktion aus einer Aluminiumlegierung abgeleitet wird, sollten sämtliche unter (1) angesprochenen Punkte berücksichtigt werden.
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2.3.2 Herleitung der Ermüdungsbelastung
(1) Zusätzlich zu den Normen, in denen die Ermüdungsbelastung behandelt wird, sind die folgenden Abschnitte zu beachten.
(2) Die Ermüdungsbelastung sollte üblicherweise durch ein Bemessungslastkollektiv beschrieben werden, welches einen Bereich von Intensitäten eines spezifischen Nutzlastereignisses und die Anzahl der Wiederholungen jeder Lastintensität während der Bemessungslebensdauer des Tragwerks definiert. Wenn zwei oder mehrere voneinander unabhängige Nutzlastereignisse zu erwarten sind, wird es erforderlich sein, die jeweilige Phasenverschiebung anzugeben.
(3) Eine realistische Bewertung der Ermüdungsbelastung ist ausschlaggebend für die Berechnung der Lebensdauer des Tragwerks. Wo keine veröffentlichten Nutzlastdaten existieren, sollten Werte für die Ermüdungsbelastung bestehender Tragwerke unter ähnlichen Beanspruchungsbedingungen angesetzt werden.
(4) Durch die kontinuierliche Messung von Beanspruchungen oder Verformungen als Stichprobe in einem geeigneten Zeitraum sollten Daten für die Ermüdungsbelastung aus der nachfolgenden Analyse des Tragwerksverhaltens abgeleitet werden.Liegen die Lastfrequenzen in der Nähe der Eigenfrequenzen des Tragwerkes, so sind die dynamischen Vergrößerungseinflüsse besonders zu beachten.
ANMERKUNG Weitere Hinweise werden in Anhang C gegeben.
(5) Das Bemessungslastkollektiv sollte auf der Grundlage gewählt werden, dass es einen geschätzten oberen Grenzwert der akkumulierten Betriebsbedingungen während der gesamten Bemessungslebensdauer des Tragwerks darstellt. Alle wahrscheinlichen betrieblichen und umweltbedingten Einflüsse aus der voraus-gesehenen Nutzung des Tragwerks während der erwähnten Zeit sollten berücksichtigt werden.
(6) Der Grenzwert des Konfidenzbereiches für die Ermittlung der Intensität des Bemessungslastkollektivs sollte auf der Grundlage des vorausgesagten Mittelwerts plus kF mal Standardabweichungen festgelegt werden. Der Grenzwert des Konfidenzbereiches für die Ermittlung der Anzahl der Schwingspiele im Bemessungslastkollektiv sollte auf der Grundlage des vorausgesagten Mittelwerts plus kN mal Standard-abweichungen festgelegt werden.
ANMERKUNG Werte für kF und kN dürfen im Nationalen Anhang definiert werden. Empfohlene Zahlenwerte sind kF = 2 und kN = 2. Siehe auch ANMERKUNG 2 in 2.4 (1).
2.3.3 Äquivalente Ermüdungsbelastung
(1) Eine vereinfachte äquivalente Ermüdungsbelastung darf eingesetzt werden, wenn die folgenden Voraussetzungen erfüllt sind:
a) Das Tragwerk entspricht in seiner grundlegenden Struktur und Form sowie in seinen Abmessungen denjenigen Konstruktionen, für die die äquivalente Ermüdungsbelastung ursprünglich ermittelt wurde;
b) die tatsächliche Ermüdungsbelastung entspricht bezüglich Intensität, Frequenz und Wirkungsweise derjenigen, die für die Herleitung der äquivalenten Ermüdungsbelastung eingesetzt wurde;
c) die für die Herleitung der äquivalenten Ermüdungsbelastung angenommenen Werte für m1, m2, ND und NL – siehe Bild 6.1 – entsprechen den für das nachzuweisende Detail geltenden Werten;
ANMERKUNG In manchen Fällen werden äquivalente Ermüdungslasten unter Annahme einer einfachen einheitlichen Neigung mit m2 = m1 und ΔσL = 0 ermittelt. Bei vielen Anwendungen mit zahlreichen Schwingspielen niedriger Amplitude führt dies zu einer sehr konservativen Schätzung der Lebensdauer.
d) das dynamische Verhalten des Tragwerks ist ausreichend niedrig, so dass Resonanzeffekte, die von Unterschieden in Masse, Steifigkeit und Dämpfungsbeiwert beeinflusst werden, nur eine geringe Auswirkung auf die gesamte Schadensakkumulation nach der Palmgren-Miner-Regel haben.
(2) Im Fall, dass eine äquivalente Ermüdungsbelastung speziell für eine Konstruktion aus einer Aluminiumlegierung abgeleitet wird, sollten sämtliche unter (1) angesprochenen Punkte berücksichtigt werden.
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2.4 Teilsicherheitsbeiwerte für Ermüdungslasten
((1) In Fällen, in denen die Ermüdungslasten FEk entsprechend den Anforderungen in 2.3.1 (2) and 2.3.2 ermittelt wurden, sollte auf diese Lasten ein Teilsicherheitsbeiwert zur Ermittlung der Bemessungslast FEd angewandt werden.
FEd = γFf FEk (2.2)
Dabei ist
γFf der Teilsicherheitsbeiwert für Ermüdungslasten.
ANMERKUNG 1 Die Teilsicherheitsbeiwerte dürfen im Nationalen Anhang festgelegt werden. Der empfohlene Wert ist γFf = 1,0.
ANMERKUNG 2 In Fällen, in denen Ermüdungslasten auf der Grundlage anderer Konfidenzgrenzwerte als in 2.3.2(6) angegeben definiert wurden, sind Teilsicherheitsbeiwerte für Lasten in Tabelle 2.1 gegeben. Alternative Werte dürfen im Nationalen Anhang festgelegt werden.
Tabelle 2.1 — Empfohlene Teilsicherheitsbeiwerte γFf für die Intensität und Anzahl der Schwingspiele im Ermüdungslastkollektiv
γFf kF kN = 0 kN = 2
0
1
2
1,5
1,3
1,1
1,4
1,2
1,0
2.5 Anforderungen an die Ausführung
(1) In EN 1090-3 wird die Festlegung von Ausführungsklassen gefordert. Diese können von der Beanspruchungskategorie abhängig sein.
ANMERKUNG Hinweise zur Wahl der Ausführungsklasse und der Beanspruchungskategorie sind in EN 1999-1-1 angegeben. Hinweise zum Ausnutzungsgrad sind L.5 zu entnehmen; sie gelten nur bei Übernahme der in Anhang J enthaltenen Ermüdungswiderstandsdaten."
3 Werkstoffe, Produktbestandteile und Verbindungsmittel
(1) Die Bemessungsregeln der EN 1999-1-3 gelten – wie in EN 1999-1-1:05-2005 aufgelistet – für Produkte, die Bestandteile von Bauteilen und Tragwerken bilden, mit der Ausnahme folgender Legierungen niedriger Festigkeit: EN AW-3005, EN AW-3103, EN AW-5005, EN AW-8011A in allen Zuständen sowie EN AW-6060 im Zustand T5.
ANMERKUNG 1 Für die oben erwähnten Legierungen und Zustände niedriger Festigkeit existieren keine zuverlässigen Ermüdungsdaten. Der Nationale Anhang kann Ermüdungsdaten für solche Legierungen beziehungsweise Zustände geben. Versuche zur Ermittlung der Daten sollten entsprechend Anhang C durchgeführt werden.
ANMERKUNG 2 Für Gussstücke siehe Anhang I.
(2) EN 1999-1-3 deckt Bauteile mit offenen und geschlossenen Querschnitten, einschließlich solcher Teile, die aus Kombinationen solcher Bauteile aufgebaut sind, ab.
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EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
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(3) EN 1999-1-3 deckt Bauteile und Tragwerke mit folgenden Verbindungsmitteln:
⎯ Lichtbogen-Schweißen (Metall-Schutzgas-Schweißen und Wolfram-Inert-Gasschweißen);
⎯ Stahlschrauben, die in EN 1999-1-1, Tabelle 3.4 aufgelistet sind.
ANMERKUNG Für Klebeverbindungen siehe Annex E.
(4) Für die Ermüdungsbemessung und den Nachweis für Stahlschrauben bei Zug und Schub siehe EN 1993-1-9, Tabelle 8.1.
4 Dauerhaftigkeit
(1) Daten zur Ermüdungsfestigkeit in EN 1999-1-3 sind bei normaler Witterung bis zu einer Temperatur von 100 °C anwendbar. Jedoch gelten im Fall der Legierung EN AW-5083 bei Temperaturen größer als 65 °C Ermüdungsfestigkeitsdaten in EN 1999-1-3 nur unter Anwendung einer effizienten Korrosions-Schutz-beschichtung.
(2) Ermüdungsfestigkeitsdaten könnten bei manchen Typen aggressiver Umweltbedingungen nicht angewandt werden. Eine Anleitung über Werkstoffe und Umweltbedingungen geben 6.2 und 6.4.
ANMERKUNG Der Nationale Anhang darf weitere Informationen zu der lokalen Umweltbedingungen entsprechenden Lebensdauer geben.
(3) Bei Klebeverbindungen müssten gegebenenfalls besondere Umweltbedingungen und -wirkungen berücksichtigt werden.
ANMERKUNG Siehe Anhang E.
5 Strukturanalyse
5.1 Globale Analyse
5.1.1 Allgemeines
(1) Die Analysemethode sollte so gewählt werden, dass diese eine genaue Voraussage des elastischen Spannungsverhaltens der Konstruktion unter der vorgeschriebenen Ermüdungslast liefert, so dass die maximalen und minimalen Spannungsspitzen im Spannungs-Zeit-Verlauf bestimmt werden, siehe Bild 5.1.
ANMERKUNG Ein elastisches Modell für die statische Berechnung (für den Grenzzustand der Tragfähigkeit oder der Gebrauchstauglichkeit) in Übereinstimmung mit EN 1990-1-1 braucht nicht unbedingt für die Ermüdungsberechnung ausreichend sein.
(2) Dynamische Einflüsse sollten bei der Berechnung des Spannungs-Zeit-Verlaufs einbezogen werden, außer bei Anwendung einer äquivalenten Einwirkung, die diese Einflüsse bereits berücksichtigt.
(3) Wo das elastische Verhalten vom Dämpfungsgrad beeinflusst wird, sollte dies durch Versuche festgestellt werden.
ANMERKUNG Siehe Anhang C.
(4) Für statisch unbestimmte Tragwerke sollte keine plastische Umverteilung der Kräfte zwischen den Bauteilen angenommen werden.
(5) Der Aussteifungseffekt anderer Werkstoffe, die dauerhaft an der Aluminiumkonstruktion angebracht werden, sollte in der elastischen Analyse berücksichtigt werden.
(6) Modelle für die Globalanalyse statisch unbestimmter Tragwerke und Fachwerkrahmen mit steifen oder halbsteifen Verbindungen (z. B. Finite-Elemente-Modelle) sollten auf ein elastisches Werkstoffverhalten basieren, außer wenn Beanspruchungsdaten an Prototypen oder maßstabgetreu nachgebildeten Modellen ermittelt worden sind.
ANMERKUNG Der Ausdruck „Finite-Element-Analyse“ wird verwendet für Analyseverfahren, wo Tragwerksteile und Verbindungen durch Anordnungen von Stab-, Balken-, Membran-, Kontinuumselementen oder anderen Elementformen repräsentiert werden. Zweck der Analyse ist den Spannungszustand zu bestimmen, bei dem Verformungskompatibilität und statisches (oder dynamisches) Gleichgewicht herrscht.
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a) Konstante Amplitude
b) Variable Amplitude
Legende 1 Spannungsspitze 2 Spannungstiefpunkt 3 Spannungsschwingspiel
Spannungs-Umkehrpunkt
σmax Maximalspannung σmin Minimalspannung σm Mittelspannung Δσ Spannungsschwingbreite σa Spannungsamplitude
Bild 5.1 — Terminologie von Spannungs-Zeit-Verläufen und Spannungsschwingspielen
5.1.2 Anwendung von Balkenelementen
(1) Balkenelemente sollten bei der Globalanalyse von Balken, Rahmen oder Fachwerken eingesetzt werden, die den nachfolgenden Begrenzungen in (2) bis (7) entsprechen.
(2) Balkenelemente sollten nicht bei der Ermüdungsanalyse von ausgesteiften Plattenkonstruktionen in ebenen oder Schalenkonstruktionen oder für Guss- oder Schmiedeteile verwendet werden, es sei denn sie haben eine einfache prismatische Form.
(3) Die Axial-, Biege-, Scher- und Torsionssteifigkeitseigenschaften der Balkenelemente sollten entsprechend der linear-elastischen Theorie berechnet werden unter der Annahme, dass ebene Querschnitte eben bleiben. Eine Verwölbung des Querschnitts infolge Torsion sollte jedoch berücksichtigt werden.
(4) Wenn Balkenelemente in Tragwerken unter Torsionsbeanspruchung mit Bauteilen aus offenen oder Hohlquerschnitten, die für Verwölbung anfällig sind, verwendet werden, sollten diese 7 Freiheitsgrade bei Berücksichtigung der Verwölbung besitzen. Alternativ sollten Schalenelemente zum Modellieren des Querschnitts verwendet werden.
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EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
a) Konstante Amplitude
b) Variable Amplitude
Legende 1 Spannungsspitze 2 Spannungstiefpunkt 3 Spannungsschwingspiel
Spannungs-Umkehrpunkt
σmax Maximalspannung σmin Minimalspannung σm Mittelspannung Δσ Spannungsschwingbreite σa Spannungsamplitude
Bild 5.1 — Terminologie von Spannungs-Zeit-Verläufen und Spannungsschwingspielen
5.1.2 Anwendung von Balkenelementen
(1) Balkenelemente sollten bei der Globalanalyse von Balken, Rahmen oder Fachwerken eingesetzt werden, die den nachfolgenden Begrenzungen in (2) bis (7) entsprechen.
(2) Balkenelemente sollten nicht bei der Ermüdungsanalyse von ausgesteiften Plattenkonstruktionen in ebenen oder Schalenkonstruktionen oder für Guss- oder Schmiedeteile verwendet werden, es sei denn sie haben eine einfache prismatische Form.
(3) Die Axial-, Biege-, Scher- und Torsionssteifigkeitseigenschaften der Balkenelemente sollten entsprechend der linear-elastischen Theorie berechnet werden unter der Annahme, dass ebene Querschnitte eben bleiben. Eine Verwölbung des Querschnitts infolge Torsion sollte jedoch berücksichtigt werden.
(4) Wenn Balkenelemente in Tragwerken unter Torsionsbeanspruchung mit Bauteilen aus offenen oder Hohlquerschnitten, die für Verwölbung anfällig sind, verwendet werden, sollten diese 7 Freiheitsgrade bei Berücksichtigung der Verwölbung besitzen. Alternativ sollten Schalenelemente zum Modellieren des Querschnitts verwendet werden.
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EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
(5) Die Querschnittseigenschaften der Balkenelemente in der Nähe von Bauteilstößen oder -anschlüssen sollten, die wegen der Verbindungsabmessungen und der Anwesenheit weiterer Komponenten (z. B. Knoten- oder Verbindungsbleche etc.) erhöhte Steifigkeit berücksichtigen.
(6) Die Steifigkeitseigenschaften von Balkenelementen bei der Modellierung von schrägen Kreuzungen zwischen offenen Profilen oder Hohlprofilen, deren Querschnitte nicht in die Kreuzverbindung hineinragen (z. B. bei nicht ausgesteiften Rohrknoten), oder bei halbsteifen Ausbildung (z. B. angeschraubte Kopfplatte oder Winkelquerverbindungen) sollten entweder durch Schalenelemente oder durch Federverbindungen der Elemente erfasst werden. Die Federn sollten ausreichende Steifigkeit für jeden Freiheitsgrad besitzen und ihre Steifigkeit sollte entweder durch Versuche oder durch Schalenelementmodelle der Verbindung bestimmt werden.
(7) Wo Balkenelemente verwendet werden für die Modellierung eines Tragwerks mit Exzentrizitäten zwischen den Bauteilachsen an Verbindungen oder wenn Lasten und Verschiebungen exzentrisch auf Bauteile wirken, sollten steife Verbindungselemente an diesen Stellen verwendet werden, um das richtige statische Gleichgewicht beizubehalten. Ähnliche Federn wie in 5.1.2(6) sollten nach Bedarf verwendet werden.
5.1.3 Anwendung von Membran-, Schalen- und Kontinuumelementen
(1) Membranelemente sollten nur an solchen Stellen eines Tragwerks verwendet werden, wo Biegespannungen außerhalb ihrer Ebene bekanntlich vernachlässigbar sind.
(2) Schalenelemente sollten bei allen Tragwerkstypen anwendbar sein, außer bei Guss-, Schmiede- oder maschinell geformten Teilen komplizierter Form, wo dreidimensionale Spannungsfelder vorkommen und hier Kontinuumselemente verwendet werden sollten.
(3) Wo Membran- oder Schalenelemente bei der Globalanalyse zur Berücksichtigung von größeren Spannungs-Konzentrationseinflüssen, wie unter 5.2.2 beschrieben, eingesetzt werden, sollte die Netzweite im Bauteilbereich der Rissentstehungsstelle zur vollständigen Erfassung des Einflusses ausreichend klein sein.
ANMERKUNG Siehe Anhang D.
5.2 Spannungsarten
5.2.1 Allgemeines
(1) Drei verschiedene Arten von Spannungen dürfen angewandt werden und zwar:
a) Nennspannungen, siehe 5.2.2. Für die Herleitung von Nennspannungen siehe 5.3.1;
b) modifizierte Nennspannungen, siehe 5.2.3. Für die Herleitung von modifizierten Nennspannungen siehe 5.3.2;
c) Hot-Spot-Spannungen, siehe 5.2.4 und 5.3.3.
5.2.2 Nennspannungen
(1) Nennspannungen, siehe Bild 5.2, sollten direkt für die Bewertung von Rissentstehungsstellen in einfachen Bauteilen und Verbindungen verwendet werden, wo die folgenden Bedingungen gelten:
a) Die Konstruktionsdetails in Verbindung mit der Rissentstehungsstelle entsprechen den Detailkategorien;
b) die Detailkategorie wurde durch Versuche bestimmt, wobei die Versuchsergebnisse auf der Grundlage von Nennspannungen definiert wurden;
ANMERKUNG Versuche sollten entsprechend Anhang C durchgeführt werden.
c) große geometrische Einflüsse, wie die in 5.2.3 aufgelisteten, liegen nicht in der Nähe der Riss-entstehungs-Stelle.
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(5) Die Querschnittseigenschaften der Balkenelemente in der Nähe von Bauteilstößen oder -anschlüssen sollten, die wegen der Verbindungsabmessungen und der Anwesenheit weiterer Komponenten (z. B. Knoten- oder Verbindungsbleche etc.) erhöhte Steifigkeit berücksichtigen.
(6) Die Steifigkeitseigenschaften von Balkenelementen bei der Modellierung von schrägen Kreuzungen zwischen offenen Profilen oder Hohlprofilen, deren Querschnitte nicht in die Kreuzverbindung hineinragen (z. B. bei nicht ausgesteiften Rohrknoten), oder bei halbsteifen Ausbildung (z. B. angeschraubte Kopfplatte oder Winkelquerverbindungen) sollten entweder durch Schalenelemente oder durch Federverbindungen der Elemente erfasst werden. Die Federn sollten ausreichende Steifigkeit für jeden Freiheitsgrad besitzen und ihre Steifigkeit sollte entweder durch Versuche oder durch Schalenelementmodelle der Verbindung bestimmt werden.
(7) Wo Balkenelemente verwendet werden für die Modellierung eines Tragwerks mit Exzentrizitäten zwischen den Bauteilachsen an Verbindungen oder wenn Lasten und Verschiebungen exzentrisch auf Bauteile wirken, sollten steife Verbindungselemente an diesen Stellen verwendet werden, um das richtige statische Gleichgewicht beizubehalten. Ähnliche Federn wie in 5.1.2(6) sollten nach Bedarf verwendet werden.
5.1.3 Anwendung von Membran-, Schalen- und Kontinuumelementen
(1) Membranelemente sollten nur an solchen Stellen eines Tragwerks verwendet werden, wo Biegespannungen außerhalb ihrer Ebene bekanntlich vernachlässigbar sind.
(2) Schalenelemente sollten bei allen Tragwerkstypen anwendbar sein, außer bei Guss-, Schmiede- oder maschinell geformten Teilen komplizierter Form, wo dreidimensionale Spannungsfelder vorkommen und hier Kontinuumselemente verwendet werden sollten.
(3) Wo Membran- oder Schalenelemente bei der Globalanalyse zur Berücksichtigung von größeren Spannungs-Konzentrationseinflüssen, wie unter 5.2.2 beschrieben, eingesetzt werden, sollte die Netzweite im Bauteilbereich der Rissentstehungsstelle zur vollständigen Erfassung des Einflusses ausreichend klein sein.
ANMERKUNG Siehe Anhang D.
5.2 Spannungsarten
5.2.1 Allgemeines
(1) Drei verschiedene Arten von Spannungen dürfen angewandt werden und zwar:
a) Nennspannungen, siehe 5.2.2. Für die Herleitung von Nennspannungen siehe 5.3.1;
b) modifizierte Nennspannungen, siehe 5.2.3. Für die Herleitung von modifizierten Nennspannungen siehe 5.3.2;
c) Hot-Spot-Spannungen, siehe 5.2.4 und 5.3.3.
5.2.2 Nennspannungen
(1) Nennspannungen, siehe Bild 5.2, sollten direkt für die Bewertung von Rissentstehungsstellen in einfachen Bauteilen und Verbindungen verwendet werden, wo die folgenden Bedingungen gelten:
a) Die Konstruktionsdetails in Verbindung mit der Rissentstehungsstelle entsprechen den Detailkategorien;
b) die Detailkategorie wurde durch Versuche bestimmt, wobei die Versuchsergebnisse auf der Grundlage von Nennspannungen definiert wurden;
ANMERKUNG Versuche sollten entsprechend Anhang C durchgeführt werden.
c) große geometrische Einflüsse, wie die in 5.2.3 aufgelisteten, liegen nicht in der Nähe der Riss-entstehungs-Stelle.
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5.2.3 Modifizierte Nennspannungen
(1) Modifizierte Nennspannungen sollten anstelle von Nennspannungen verwendet werden, wenn die Rissentstehungsstelle sich in der Nähe einer oder mehrerer der nachfolgenden großen geometrischen Spannungskonzentrationseinflüsse (siehe Bild 5.2) befindet, unter der Voraussetzung, dass die Bedingungen 5.2.1(a) und (b) weiter gelten:
a) Grosse Änderungen der Querschnittsform, z. B. Ausschnitte oder Übergangsecken;
b) große Änderungen der Steifigkeit in der Umgebung des Bauteilquerschnitts an ungesteiften, schrägen Verbindungen von offenen oder Hohlquerschnitten;
c) Richtungsänderung oder Versatz größer als in den Tabellen der Detailkategorien zugelassen;
d) nicht gleichmäßig verteilte Schubbeanspruchungen in breiten Platten;
ANMERKUNG Siehe EN 1999-1-1, K.1.
e) Verformung von Hohlbauteilen;
f) nicht-lineare, außerhalb der Ebene wirkende Biegebeanspruchungen in schlanken Bauteilen, d. h. Querschnitte der Klasse 4, wo die statische Beanspruchung sich in der Nähe der kritischen elastischen Spannung befindet, z. B. Zugfeld im Steg.
ANMERKUNG Siehe Anhang D.
(2) Die oben genannten geometrischen Spannungskonzentrationseinflüsse sollten berücksichtigt werden durch den Beiwert Kgt, siehe Bild 5.2, der als theoretische Spannungskonzentration beim linear elastischen Werkstoff definiert wird, bei Vernachlässigung aller Einflüsse (lokal oder geometrisch), die bereits enthalten sind bei der Δσ-N Ermüdungsfestigkeitskurve des klassifizierten konstruktiven Referenz-Details.
5.2.4 Hot-Spot-Spannungen
(1) Hot-Spot-Spannungen können nur verwendet werden, wenn die folgenden Bedingungen gelten:
a) Die Rissentstehungsstelle ist ein Schweißnahtübergang in einer Verbindung mit einer komplizierten Geometrie, wo die Nennspannungen nicht klar definiert sind;
ANMERKUNG Wegen der großen Auswirkung der Wärmeeinflusszone auf die Festigkeit von geschweißten Aluminiumbauteilen sind Erfahrungen mit Details von Stahlkonstruktionen auf Aluminium meistens nicht übertragbar.
b) eine Hot-Spot-Detailkategorie ist durch Versuche definiert und die Versuchsergebnisse sind auf der Grundlage von Hot-Spot-Spannungen für den geeigneten Belastungsfall ausgedrückt worden;
c) Schalen-Biegespannungen treten in verformungsfähigen Verbindungen entsprechend 5.1.2(6) auf;
ANMERKUNG Siehe Anhänge C, D und K.
d) für die Herleitung von Hot-Spot-Spannungen siehe 5.3.3 und 6.2.4.
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Legende 1 Rissentstehungsstelle 2 Lineare Spannungsverteilung, der Spannungserhöhungsbeiwert am Nahtübergang bei z nicht berechnet
a) Lokale Spannungskonzentration beim Schweißnahtübergang
Legende 3 Nichtlineare Spannungsverteilung 4 Schweißnaht 5 große Öffnung
b) Brutto Spannungskonzentration bei großer Öffnung Δ σ = Schwingbreite der Nennspannung;
Δ σ Kgt = Schwingbreite der modifizierten Nennspannung an Rissentstehungsstelle x infolge der Öffnung
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EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
Legende Δ σ Schwingbreite der Nennspannung Δ σ Kgt modifizierte Nennspannung an Rissentstehungsstelle x infolge der geometrischen Spannungs-
konzentrationseffekte
c) Verbindungsbereich hoher Steifigkeit
Bild 5.2 — Beispiele für Nennspannungen und modifizierte Nennspannungen
5.3 Herleitung von Spannungen
5.3.1 Herleitung von Nennspannungen
5.3.1.1 Konstruktionsmodelle mit Balkenelementen
(1) Axial- und Schubspannungen an der Rissentstehungsstelle sollten aus den Axialkräften, Biege-momenten, Schub- und Torsionskräften an dem betrachteten Querschnitt mit Hilfe linear-elastischer Quer-schnittseigenschaften ermittelt werden.
(2) Querschnittsflächen und Widerstandsmomente sollten sämtliche spezifischen Anforderungen einer Detailkategorie berücksichtigen.
5.3.1.2 Konstruktionsmodelle mit Membran-, Schalen- oder Kontinuumselementen
(1) Wo die Verteilung der Axialspannung um beide Achsen eines Bauteilquerschnitts linear verläuft, dürfen die Spannungen an der Rissentstehungsstelle direkt benutzt werden.
(2) Wo die Verteilung der Axialspannung um irgend eine der Achsen eines Bauteilquerschnitts nicht linear verläuft, sollten die Spannungen entlang des Querschnitts integriert werden, um die Axialkraft und das Biegemoment zu ermitteln.
ANMERKUNG Letztere sollten zusammen mit den geeigneten Querschnittsfläche und Widerstandsmomente für die Ermittlung der Nennspannungen verwendet werden.
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5.3.2 Herleitung von modifizierten Nennspannungen
5.3.2.1 Konstruktionsmodelle mit Balkenelementen
(1) Nennspannungen sollten mit den geeigneten elastischen Spannungskonzentrationsbeiwerten Kgt entsprechend der Position der Rissentstehungsstelle und der Art des Spannungsfeldes multipliziert werden.
(2) Kgt sollte sämtliche geometrische Fehlstellen berücksichtigen, außer denjenigen die bereits in der Detailkategorie enthalten sind.
(3) Kgt sollte nach einer der folgenden Methoden bestimmt werden:
a) Standardlösungen für Spannungskonzentrationsbeiwerte;
ANMERKUNG Siehe D.2.
b) Vernetzung der umgebenden Geometrie mit Schalenelementen unter Berücksichtigung von (2) und Anbringung der Nennspannungen an die Ränder;
c) Messung elastischer Beanspruchungen auf einem physikalischen Modell, das die großen geometrischen Fehlstellen beinhaltet, diejenigen Merkmale jedoch ausschließt, die bereits in der Detailkategorie enthalten worden sind (siehe (2)).
5.3.2.2 Konstruktionsmodelle mit Membran-, Schalen- oder Kontinuumelementen
(1) Wo die modifizierte Nennspannung aus der Globalanalyse im Bereich der Rissentstehungsstelle zu ermitteln sein wird, sollte diese auf der folgenden Grundlage gewählt werden:
a) Lokale Spannungskonzentrationen wie das bereits im Kerbfall enthaltene klassifizierte Konstruktionsdetail und das in der Detailkategorie bereits enthaltene Nahtprofil sollten ausgeschlossen werden;
b) die Netzweite im Bereich der Rissentstehungsstelle sollte ausreichend klein sein, um das allgemeine Spannungsfeld um diese Stelle herum genau vorauszusagen, jedoch ohne Berücksichtigung der Merkmale unter (a).
ANMERKUNG Siehe D.1.
5.3.3 Herleitung von Hot-Spot-Spannungen
(1) Die Hot-Spot-Spannung ist die Hauptspannung meist quer zur Schweißnahtübergangslinie und sollte im allgemeinen durch numerische oder experimentelle Methoden berechnet werden, außer in Fällen, wo Standardlösungen vorhanden sind.
ANMERKUNG Siehe D.1
(2) In einfachen Fällen, wie in Bild 5.2 (c), die Hot-Spot-Spannung darf der modifizierten Nennspannung gleich gesetzt und nach 5.2.3 berechnet werden.
(3) Im Allgemeinen sollte die Ermüdungsspannung an dem Schweißnahtübergang die Spannungs-Konzentrationseinflüsse, d. h. die Schweißnahtgeometrie, am klassifizierten Referenzdetail ausschließen, für Konstruktionsfälle, bei denen die Standardbeiwerte der Spannungskonzentration nicht anwendbar sind und für die somit eine besondere Analyse erforderlich ist.
5.3.4 Spannungsrichtung
(1) Die Hauptspannungsschwingbreite ist die größte algebraische Differenz zwischen den Haupt-spannungen, sofern ihre Hauptebenen weniger als 45o voneinander differieren.
(2) Um entscheiden zu können ob ein konstruktives Detail normal oder parallel zur Schweißnahtachse verläuft, ist dieses als parallel hierzu einzustufen, wenn die Zug-Hauptspannungsrichtung weniger als 45o zu der Nahtachse beträgt.
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5.4 Spannungsschwingbreiten für bestimmte Rissentstehungsstellen
5.4.1 Grundmaterial, Schweißnähte und Verbindungen mit mechanischen Befestigungselementen
(1) Risse die an Nahtübergangsstellen, Nahtüberhöhungen, Löchern von Verbindungsmitteln, Reibkontakt-flächen, usw. entstehen und durch den Grundwerkstoff oder voll durchgeschweißten Nahtwerkstoff fortschreiten, sollten auf der Grundlage der Nenn-Hauptspannungsschwingbreite im Bauteil an dieser Stelle berechnet werden (siehe Bild 5.3).
(2) Der lokale Spannungskonzentrationseinfluss von Nahtprofil, Schraub- und Nietlöchern, etc. sind in den Δσ-N Festigkeitsdaten für die maßgebende konstruktive Detailkategorie berücksichtigt.
5.4.2 Kehlnähte und partiell durchgeschweißte Stumpfnähte
(1) Risse, die an Schweißnahtwurzeln entstehen und durch die Naht fortschreiten, sollten auf der Grundlage der vektoriellen Summe Δσ der Spannungen im Schweißwerkstoff, bezogen auf der effektiven Nahtdicke, berechnet werden – siehe Bild 5.3.
ANMERKUNG Der Referenz-Festigkeitswert kann wie beim Konstruktionsdetail 9.2 in Tab. J.9 gewählt werden.
a) b) c)
Pw und Hw sind Kräfte pro Längeneinheit
Bild 5.3 — Spannungen im Nahthals
(2) In einseitigen Überlappverbindungen darf die auf der Nahtlänge bezogene Spannung auf der Grundlage der Durchschnittsfläche für Axialkräfte und eines elastischen polaren Trägheitsmomentes der Nahtgruppe, im Fall von Momentenbeanspruchung in der Ebene, berechnet werden (siehe Bild 5.4).
ANMERKUNG Der Referenz-Festigkeitswert kann wie beim Konstruktionsdetail 9.4 in Tabelle J.9 gewählt werden.
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Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
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Legende 1 Kehlnaht 2 Überlapp-Bereich
Spannungsverteilung infolge Scherkraft F
Spannungsverteilung infolge Moment M = Fe
Bild 5.4 — Spannungen in Überlappverbindungen
5.5 Klebeverbindungen
1) Der Ermüdungsnachweis sollte eine Fehler enthaltende Oberfläche in der Kleberschicht beinhalten.
ANMERKUNG Siehe Anhang E.
5.6 Gussstücke
(1) Die Haupt-Strukturspannung sollte verwendet werden. Finite-Element-Analyse oder Dehnungsmessung im Fall komplizierter Formen, für die keine Standardlösungen vorhanden sind, könnte erforderlich sein.
5.7 Spannungskollektive
(1) Die Methoden für die Zählung von Spannungsschwingbreiten zur Herleitung von Spannungskollektiven werden im Anhang A angegeben.
5.8 Berechnung von äquivalenten Spannungsschwingbreiten für standardisierte Ermüdungsbelastungs-Modelle
5.8.1 Allgemeines
(1) Der Ermüdungsnachweis für standardisierte Ermüdungslasten, wie in EN 1991 festgelegt, sollte nach einer der folgenden Methoden durchgeführt werden:
a) Nenn-Spannungsschwingbreiten für Konstruktionsdetails aus der Beschreibung in den Detailkategorien;
b) modifizierte Nenn-Spannungsschwingbreiten bei plötzlichen Querschnitts-Änderungen in der Nähe der Rissentstehungsstelle, die nicht in den Angaben der Konstruktionsdetails beschrieben sind;
c) Strukturspannungsschwingbreiten, wo hohe Spannungsgradienten in der Nähe des Schweißnaht-übergangs auftreten.
ANMERKUNG Der Nationale Anhang darf Information über die Anwendung von Nenn-Spannungsschwingbreiten oder modifizierten Nenn-Spannungsschwingbreiten geben.
!(2) Der Bemessungswert der Spannungsschwingbreite für den Ermüdungsnachweis sollte die Spannungs-Schwingbreite γFf ΔσE,2e bei NC = 2 × 106 Schwingspielen sein."
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EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
5.8.2 Bemessungswert der Spannungsschwingbreite
!(1) Der Bemessungswert für die Schwingbreite der Nennspannung γFfΔσE,2e sollte wie folgt ermittelt werden:
γFf ΔσE,2e = λ1 × λ2 × … λi × … λn × Δσ(γFf Qk) für Nennspannungen (5.1)
γFf Δσ*E,2e = Kgt γFf ΔσE,2e für modifizierte Nennspannungen (5.2)
Dabei ist
Δσ(γFf Qk) die Spannungsschwingbreite aus den in EN 1991 festgelegten Ermüdungslasten
λi die schadensäquivalenten Beiwerte, abhängig von der Lastsituation und den konstruktiven Merkmalen sowie von anderen Faktoren;
Kgt der Spannungskonzentrations-Beiwert, der die lokale Spannungserhöhung in Abhängigkeit von der Detailgeometrie berücksichtigt, die nicht in der Referenz-ΔσC-N-Kurve enthalten ist, siehe 5.3.2.1.
ANMERKUNG 1 Die Werte für λi dürfen im Nationalen Anhang festgelegt werden.
ANMERKUNG 2 Die λi-Werte für Stahlbauteile dürfen nicht ohne Weiteres auf Aluminiumbauteile übertragen werden."
6 Ermüdungswiderstand und Detailkategorien
6.1 Detailkategorien
6.1.1 Allgemeines
Der Nachweis ausreichender Ermüdungsfestigkeit basiert auf Festigkeitswerten einer Anzahl von standardisierten Detailkategorien. Eine Detailkategorie kann eine oder mehrere häufig benutzte und klassifizierte Konstruktionsdetails beinhalten. Die Detailkategorien sollten durch ihre Referenz-Ermüdungsfestigkeit und den entsprechenden Wert der Neigung im Hauptbereich der linearisierten Δσ-N Beziehung definiert werden, und sollten den Bestimmungen in 6.2 gerecht werden.
6.1.2 Einflussfaktoren für die Detailkategorien
(1) Die Ermüdungsfestigkeit für eine Detailkategorie sollte die folgenden Faktoren berücksichtigen:
a) die Richtung der veränderlichen Spannung relativ zum Konstruktionsdetail;
b) die Position des entstehenden Risses im Konstruktionsdetail;
c) die geometrische Anordnung und relative Proportionen des Konstruktionsdetails.
(2) Die Ermüdungsfestigkeit hängt von den folgenden Punkten ab:
a) der Produktform;
b) dem Werkstoff (außer im geschweißten Zustand);
c) der Methode der Ausführung;
d) der Qualitätsstufe (bei Schweißungen und Gussstücken);
e) der Art der Verbindung.
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5.8.2 Bemessungswert der Spannungsschwingbreite
!(1) Der Bemessungswert für die Schwingbreite der Nennspannung γFfΔσE,2e sollte wie folgt ermittelt werden:
γFf ΔσE,2e = λ1 × λ2 × … λi × … λn × Δσ(γFf Qk) für Nennspannungen (5.1)
γFf Δσ*E,2e = Kgt γFf ΔσE,2e für modifizierte Nennspannungen (5.2)
Dabei ist
Δσ(γFf Qk) die Spannungsschwingbreite aus den in EN 1991 festgelegten Ermüdungslasten
λi die schadensäquivalenten Beiwerte, abhängig von der Lastsituation und den konstruktiven Merkmalen sowie von anderen Faktoren;
Kgt der Spannungskonzentrations-Beiwert, der die lokale Spannungserhöhung in Abhängigkeit von der Detailgeometrie berücksichtigt, die nicht in der Referenz-ΔσC-N-Kurve enthalten ist, siehe 5.3.2.1.
ANMERKUNG 1 Die Werte für λi dürfen im Nationalen Anhang festgelegt werden.
ANMERKUNG 2 Die λi-Werte für Stahlbauteile dürfen nicht ohne Weiteres auf Aluminiumbauteile übertragen werden."
6 Ermüdungswiderstand und Detailkategorien
6.1 Detailkategorien
6.1.1 Allgemeines
Der Nachweis ausreichender Ermüdungsfestigkeit basiert auf Festigkeitswerten einer Anzahl von standardisierten Detailkategorien. Eine Detailkategorie kann eine oder mehrere häufig benutzte und klassifizierte Konstruktionsdetails beinhalten. Die Detailkategorien sollten durch ihre Referenz-Ermüdungsfestigkeit und den entsprechenden Wert der Neigung im Hauptbereich der linearisierten Δσ-N Beziehung definiert werden, und sollten den Bestimmungen in 6.2 gerecht werden.
6.1.2 Einflussfaktoren für die Detailkategorien
(1) Die Ermüdungsfestigkeit für eine Detailkategorie sollte die folgenden Faktoren berücksichtigen:
a) die Richtung der veränderlichen Spannung relativ zum Konstruktionsdetail;
b) die Position des entstehenden Risses im Konstruktionsdetail;
c) die geometrische Anordnung und relative Proportionen des Konstruktionsdetails.
(2) Die Ermüdungsfestigkeit hängt von den folgenden Punkten ab:
a) der Produktform;
b) dem Werkstoff (außer im geschweißten Zustand);
c) der Methode der Ausführung;
d) der Qualitätsstufe (bei Schweißungen und Gussstücken);
e) der Art der Verbindung.
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6.1.3 Konstruktionsdetails
(1) Konstruktionsdetails können in die folgenden drei Hauptgruppen eingeteilt werden:
a) nicht geschweißte Bauteile, geschweißte Bauteile, Schraubverbindungen;
b) Klebeverbindungen;
c) Gussstücke.
ANMERKUNG 1 Eine Reihe von Detailkategorien und Konstruktionsdetails mit Δσ-N Beziehungen für die Ermüdungsfestigkeit von Bauteilen der Gruppe a) unter Umgebungstemperatur, die keinen Oberflächenschutz benötigen (siehe Tabelle 6.2), enthält Anhang J. Der Nationale Anhang darf weitere Reihen von Detailkategorien und Konstruktions-details in Verbindung mit Übereinstimmungskriterien unter Berücksichtigung der Regeln in 6.1.2 und 6.1.3 für solche Bauteile festlegen. Die im Anhang J angegebene Reihe von Kategorien wird empfohlen.
ANMERKUNG 2 Der Nationale Anhang darf Konstruktionsdetails festlegen, die nicht in Anhang J erfasst sind.
ANMERKUNG 3 Für Hinweise über Gussstücke siehe Anhang I.
ANMERKUNG 4 Für Hinweise über Klebeverbindungen siehe Anhang E.
6.2 Werte der Ermüdungsfestigkeit
6.2.1 Klassifizierte Konstruktionsdetails
(1) Die verallgemeinerte Form der Δσ-N Beziehung wird in Bild 6.1 gezeigt, in logarithmischen Koordinaten. Die Ermüdungsfestigkeitskurve entspricht einem unteren Grenzwert im Abstand der zweifachen Standardabweichung vom Mittelwert aus.
(2) Die Grundbeziehung für die Ermüdungsbemessung für eine Lebensdauer im Bereich zwischen 105 und 5 × 106 Schwingspielen wird definiert durch die Gleichung:
1
MffFi
c6i
1102m
N ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ΔΔ
×=γγσ
σ (6.1)
Dabei ist
Ni die berechnete Anzahl von Schwingspielen bis zum Versagen bei der Spannungsschwing-breite Δσi;
Δσc der Referenzwert der Ermüdungsfestigkeit bei 2 × 106 Schwingspielen, abhängig von der Detailkategorie, wozu Tabelle 6.1 standardisierte Werte gibt;
!Δσi die konstante Spannungsschwingbreite für die Hauptspannungen im Konstruktionsdetail für ni Schwingspiele;"
!m1 die Neigung der logΔσ-logN-Ermüdungsfestigkeitskurve, abhängig von der Detailkategorie; "
γFf der Teilsicherheitsbeiwert, der Unsicherheiten in der Bestimmung des Belastungskollektivs und in der Verhaltensanalyse abdeckt;
γMf der Teilsicherheitsbeiwert für Unsicherheiten in Werkstoffen und Ausführung (siehe 6.2.1(4)).
ANMERKUNG 1 Für Werte von γFf siehe 2.4.
!ANMERKUNG 2 Der Zahlenwert des Teilsicherheitsbeiwerts γMf für einen bestimmten Konstruktionsdetail-Typ darf im Nationalen Anhang festgelegt werden. Die empfohlenen Werte sind Abschnitt L.4 zu entnehmen; sie gelten nur bei Übernahme der in Anhang J enthaltenen Ermüdungswiderstandsdaten. "
ANMERKUNG 3 Für den Zahlenwert des Teilsicherheitsbeiwerts γMf für Klebeverbindungen siehe Anhang E.
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6.1.3 Konstruktionsdetails
(1) Konstruktionsdetails können in die folgenden drei Hauptgruppen eingeteilt werden:
a) nicht geschweißte Bauteile, geschweißte Bauteile, Schraubverbindungen;
b) Klebeverbindungen;
c) Gussstücke.
ANMERKUNG 1 Eine Reihe von Detailkategorien und Konstruktionsdetails mit Δσ-N Beziehungen für die Ermüdungsfestigkeit von Bauteilen der Gruppe a) unter Umgebungstemperatur, die keinen Oberflächenschutz benötigen (siehe Tabelle 6.2), enthält Anhang J. Der Nationale Anhang darf weitere Reihen von Detailkategorien und Konstruktions-details in Verbindung mit Übereinstimmungskriterien unter Berücksichtigung der Regeln in 6.1.2 und 6.1.3 für solche Bauteile festlegen. Die im Anhang J angegebene Reihe von Kategorien wird empfohlen.
ANMERKUNG 2 Der Nationale Anhang darf Konstruktionsdetails festlegen, die nicht in Anhang J erfasst sind.
ANMERKUNG 3 Für Hinweise über Gussstücke siehe Anhang I.
ANMERKUNG 4 Für Hinweise über Klebeverbindungen siehe Anhang E.
6.2 Werte der Ermüdungsfestigkeit
6.2.1 Klassifizierte Konstruktionsdetails
(1) Die verallgemeinerte Form der Δσ-N Beziehung wird in Bild 6.1 gezeigt, in logarithmischen Koordinaten. Die Ermüdungsfestigkeitskurve entspricht einem unteren Grenzwert im Abstand der zweifachen Standardabweichung vom Mittelwert aus.
(2) Die Grundbeziehung für die Ermüdungsbemessung für eine Lebensdauer im Bereich zwischen 105 und 5 × 106 Schwingspielen wird definiert durch die Gleichung:
1
MffFi
c6i
1102m
N ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ΔΔ
×=γγσ
σ (6.1)
Dabei ist
Ni die berechnete Anzahl von Schwingspielen bis zum Versagen bei der Spannungsschwing-breite Δσi;
Δσc der Referenzwert der Ermüdungsfestigkeit bei 2 × 106 Schwingspielen, abhängig von der Detailkategorie, wozu Tabelle 6.1 standardisierte Werte gibt;
!Δσi die konstante Spannungsschwingbreite für die Hauptspannungen im Konstruktionsdetail für ni Schwingspiele;"
!m1 die Neigung der logΔσ-logN-Ermüdungsfestigkeitskurve, abhängig von der Detailkategorie; "
γFf der Teilsicherheitsbeiwert, der Unsicherheiten in der Bestimmung des Belastungskollektivs und in der Verhaltensanalyse abdeckt;
γMf der Teilsicherheitsbeiwert für Unsicherheiten in Werkstoffen und Ausführung (siehe 6.2.1(4)).
ANMERKUNG 1 Für Werte von γFf siehe 2.4.
!ANMERKUNG 2 Der Zahlenwert des Teilsicherheitsbeiwerts γMf für einen bestimmten Konstruktionsdetail-Typ darf im Nationalen Anhang festgelegt werden. Die empfohlenen Werte sind Abschnitt L.4 zu entnehmen; sie gelten nur bei Übernahme der in Anhang J enthaltenen Ermüdungswiderstandsdaten. "
ANMERKUNG 3 Für den Zahlenwert des Teilsicherheitsbeiwerts γMf für Klebeverbindungen siehe Anhang E.
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EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
Tabelle 6.1 — Liste der standardisierten Δσc-Werte (N/mm2) für die Verwendung innerhalb der Detailkategorien
140, 125, 112, 100, 90, 80, 71, 63, 56, 50, 45, 40, 36, 32, 28, 25, 23, 20, 18, 16, 14, 12
Legende a Ermüdungsfestigkeitskurve; b charakteristische Ermüdungsfestigkeit; c Dauerfestigkeit; d Schwellenwert der Ermüdungsfestigkeit
Bild 6.1 — Ermüdungsfestigkeitskurve logΔσ – logN
(3) Für NL unter bestimmten Umweltbedingungen, siehe 6.4.
(4) Die Grundbeziehung für die Ermüdungsbemessung für eine Lebensdauer im Bereich zwischen 5 × 106 und 108 Schwingspielen wird definiert durch die Gleichung:
122
521105
fMFfi
c6i
mmm
N ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ΔΔ
×=γγσ
σ (6.2)
(5) Die Dauerfestigkeit bei konstanten Schwingbreiten, ΔσD, tritt bei 5 × 106 Schwingspielen auf (für nicht geschweißten Werkstoff wird diese bei 2 × 106 angenommen), darunter werden Schwingspiele konstanter Spannungsamplitude als nicht schädigend angenommen. Jedoch, sofern auch einige Schwingspiele mit Spannungswerten oberhalb dieses Grenzwertes vorkommen, werden sie einen Rissfortschritt verursachen; bei wachsendem Riss werden dann auch Schwingspiele mit niedrigeren Amplituden anfangen, schadenswirksam zu werden. Aus diesem Grund sollte die Neigung der Grundkurve Δσ-N im Bereich zwischen 5 × 106 und 108 Schwingspielen für allgemeine Belastungskollektiv-Bedingungen zu m2 geändert werden, wobei m2 = m1 + 2.
ANMERKUNG Die Anwendung des Neigungswertes m2 = m1 + 2 kann für einige Kollektive konservativ sein.
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Tabelle 6.1 — Liste der standardisierten Δσc-Werte (N/mm2) für die Verwendung innerhalb der Detailkategorien
140, 125, 112, 100, 90, 80, 71, 63, 56, 50, 45, 40, 36, 32, 28, 25, 23, 20, 18, 16, 14, 12
Legende a Ermüdungsfestigkeitskurve; b charakteristische Ermüdungsfestigkeit; c Dauerfestigkeit; d Schwellenwert der Ermüdungsfestigkeit
Bild 6.1 — Ermüdungsfestigkeitskurve logΔσ – logN
(3) Für NL unter bestimmten Umweltbedingungen, siehe 6.4.
(4) Die Grundbeziehung für die Ermüdungsbemessung für eine Lebensdauer im Bereich zwischen 5 × 106 und 108 Schwingspielen wird definiert durch die Gleichung:
122
521105
fMFfi
c6i
mmm
N ⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ΔΔ
×=γγσ
σ (6.2)
(5) Die Dauerfestigkeit bei konstanten Schwingbreiten, ΔσD, tritt bei 5 × 106 Schwingspielen auf (für nicht geschweißten Werkstoff wird diese bei 2 × 106 angenommen), darunter werden Schwingspiele konstanter Spannungsamplitude als nicht schädigend angenommen. Jedoch, sofern auch einige Schwingspiele mit Spannungswerten oberhalb dieses Grenzwertes vorkommen, werden sie einen Rissfortschritt verursachen; bei wachsendem Riss werden dann auch Schwingspiele mit niedrigeren Amplituden anfangen, schadenswirksam zu werden. Aus diesem Grund sollte die Neigung der Grundkurve Δσ-N im Bereich zwischen 5 × 106 und 108 Schwingspielen für allgemeine Belastungskollektiv-Bedingungen zu m2 geändert werden, wobei m2 = m1 + 2.
ANMERKUNG Die Anwendung des Neigungswertes m2 = m1 + 2 kann für einige Kollektive konservativ sein.
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EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
(6) Jedes Spannungsschwingspiel unterhalb des Schwellenwertes der Ermüdungsfestigkeit ΔσL, der bei 108 Schwingspielen angenommen wird, sollte als nicht schädigend angenommen werden.
(7) Für Spannungsschwingbreiten unterhalb von 105 Schwingspielen können Festigkeitswerte gemäß Bild 6.1 unnötig konservativ sein für bestimmte Konstruktionsdetails.
ANMERKUNG Anhang F enthält Empfehlungen für die Ermüdungsbemessung bei Lebensdauern im Bereich unterhalb 105 Schwingspielen. Der Nationale Anhang darf weitere Bestimmungen festlegen.
(8) Im Bereich zwischen 103 und 105 Schwingspielen sollte ein Nachweis erbracht werden, dass die Bemessungsschwingbreite nicht in eine maximale Zugspannung resultiert, die andere Tragsicherheitsbemessungswerte für das Konstruktionsdetail übertrifft, siehe EN 1999-1-1.
(9) Um einen endlichen Bereich von Detailkategorien aufstellen und eine Auf- bzw. Abstufung von Detailkategorien in konstanten geometrischen Intervallen vornehmen zu können, wird ein Bereich von standardisierten Δσc Werten in Tabelle 6.1 angegeben. Eine Auf- oder Abstufung um eine Detailkategorie bedeutet, dass der nächstgelegene größere oder kleinere Δσc Wert gewählt wird und dabei m1 und m2 unverändert bleiben. Diese Regelung wird nicht bei Klebeverbindungen angewandt.
(10) Die Detailkategorien gelten für alle Werte der Mittelspannung, wenn nicht anders angegeben.
ANMERKUNG Siehe Anhang G für Anleitung über erhöhte Ermüdungsfestigkeitswerte für Druck- oder niedrige Zugfestigkeitswerte.
(11) Für flache Bauteile unter Biegespannungen, wo Δσ1 und Δσ2 (siehe Bild 6.2) vom entgegengesetzten Vorzeichen sind, können die entsprechenden Ermüdungsspannungswerte für bestimmte Konstruktionsdetails um eine oder zwei Detailkategoriestufen nach Tabelle 6.1 für t ≤ 15 mm erhöht werden.
ANMERKUNG Der Nationale Anhang darf den Detail-Typ und den Dickenbereich, für welchen eine Erhöhung zulässig ist, sowie die Anzahl von Kategorien bestimmen. Es wird empfohlen, dass die Erhöhung nicht über 2 Kategorien hinausgeht.
Bild 6.2 — Flaches Bauteil unter Biegespannungen
6.2.2 Nicht klassifizierte Details
(1) Details, die durch eine vorliegende Detailkategorie nicht vollständig abgedeckt werden, sollten durch Verweis auf veröffentlichte Daten, wenn vorhanden, berechnet werden. Alternativ dürfen zur Überprüfung Ermüdungsversuche durchgeführt werden.
ANMERKUNG Ermüdungsversuche sollten entsprechend Anhang C durchgeführt werden.
6.2.3 Klebeverbindungen
(1) Der Bemessung von Klebeverbindungen sollten anwendungsspezifische Versuchsergebnisse, unter Berücksichtigung relevanter Umweltwirkungen zugrunde gelegt werden.
ANMERKUNG Für die Bemessung von Klebeverbindungen siehe Anhang E.
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EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
(6) Jedes Spannungsschwingspiel unterhalb des Schwellenwertes der Ermüdungsfestigkeit ΔσL, der bei 108 Schwingspielen angenommen wird, sollte als nicht schädigend angenommen werden.
(7) Für Spannungsschwingbreiten unterhalb von 105 Schwingspielen können Festigkeitswerte gemäß Bild 6.1 unnötig konservativ sein für bestimmte Konstruktionsdetails.
ANMERKUNG Anhang F enthält Empfehlungen für die Ermüdungsbemessung bei Lebensdauern im Bereich unterhalb 105 Schwingspielen. Der Nationale Anhang darf weitere Bestimmungen festlegen.
(8) Im Bereich zwischen 103 und 105 Schwingspielen sollte ein Nachweis erbracht werden, dass die Bemessungsschwingbreite nicht in eine maximale Zugspannung resultiert, die andere Tragsicherheitsbemessungswerte für das Konstruktionsdetail übertrifft, siehe EN 1999-1-1.
(9) Um einen endlichen Bereich von Detailkategorien aufstellen und eine Auf- bzw. Abstufung von Detailkategorien in konstanten geometrischen Intervallen vornehmen zu können, wird ein Bereich von standardisierten Δσc Werten in Tabelle 6.1 angegeben. Eine Auf- oder Abstufung um eine Detailkategorie bedeutet, dass der nächstgelegene größere oder kleinere Δσc Wert gewählt wird und dabei m1 und m2 unverändert bleiben. Diese Regelung wird nicht bei Klebeverbindungen angewandt.
(10) Die Detailkategorien gelten für alle Werte der Mittelspannung, wenn nicht anders angegeben.
ANMERKUNG Siehe Anhang G für Anleitung über erhöhte Ermüdungsfestigkeitswerte für Druck- oder niedrige Zugfestigkeitswerte.
(11) Für flache Bauteile unter Biegespannungen, wo Δσ1 und Δσ2 (siehe Bild 6.2) vom entgegengesetzten Vorzeichen sind, können die entsprechenden Ermüdungsspannungswerte für bestimmte Konstruktionsdetails um eine oder zwei Detailkategoriestufen nach Tabelle 6.1 für t ≤ 15 mm erhöht werden.
ANMERKUNG Der Nationale Anhang darf den Detail-Typ und den Dickenbereich, für welchen eine Erhöhung zulässig ist, sowie die Anzahl von Kategorien bestimmen. Es wird empfohlen, dass die Erhöhung nicht über 2 Kategorien hinausgeht.
Bild 6.2 — Flaches Bauteil unter Biegespannungen
6.2.2 Nicht klassifizierte Details
(1) Details, die durch eine vorliegende Detailkategorie nicht vollständig abgedeckt werden, sollten durch Verweis auf veröffentlichte Daten, wenn vorhanden, berechnet werden. Alternativ dürfen zur Überprüfung Ermüdungsversuche durchgeführt werden.
ANMERKUNG Ermüdungsversuche sollten entsprechend Anhang C durchgeführt werden.
6.2.3 Klebeverbindungen
(1) Der Bemessung von Klebeverbindungen sollten anwendungsspezifische Versuchsergebnisse, unter Berücksichtigung relevanter Umweltwirkungen zugrunde gelegt werden.
ANMERKUNG Für die Bemessung von Klebeverbindungen siehe Anhang E.
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6.2.4 Bestimmung der Referenzwerte für die Hot-Spot-Ermüdungsfestigkeit
(1) Die kalkulierten Hot-Spot-Spannungen sind abhängig von der angewandten Hot-Spot-Bemessungs-methode, und die Bemessungswerte für die Referenz-Hot-Spot-Ermüdungsfestigkeit sollten dem verwendeten Bemessungsverfahren entsprechen.
ANMERKUNG Anhang K enthält eine Hot-Spot-Referenz-Detail-Methode. Dieser Anhang kann in Kombination mit Anhang J verwendet werden, um die Referenzwerte der Hot-Spot-Ermüdungsfestigkeit zu bestimmen.
6.3 Einfluss der Mittelspannung
6.3.1 Allgemeines
(1) Die in den Detailkategorie-Tabellen angegebenen Ermüdungsfestigkeitswerte entsprechen hohen Zug-Mittelspannungs-Verhältnissen. Ist die Mittelspannung im Druckbereich oder im niedrigen Zugbereich, so kann unter bestimmten Bedingungen die Lebensdauer verlängert werden.
ANMERKUNG Siehe Anhang G für weitere Anleitung.
6.3.2 Grundwerkstoff und Verbindungen mit mechanischen Verbindungsmitteln
(1) Sofern die Einflüsse aus Zug-Eigenspannungen und Zwängungsspannungen aus mangelhafter Ausführung zu den einwirkenden Spannungen addiert werden, darf ein Ermüdungs-Erhöhungsbeiwert angewandt werden.
ANMERKUNG Siehe Anhang G.
6.3.3 Schweißverbindungen
(1) Bei Schweißverbindungen sollte keine Erhöhung der Ermüdungsfestigkeit wegen des Mittelspannungs-Verhältnisses erlaubt werden, außer unter den folgenden Fällen:
a) Wo Versuche durchgeführt wurden, die dem wahren und endgültigen Spannungszustand im betrachteten Verbindungstyp entsprechen (Eigenspannungen und Zwängungsspannungen aus mangelhafter Ausführung einbezogen) und eine ständige Zunahme der Ermüdungsfestigkeit bei Abnahme der Mittelspannungs-Verhältnisses demonstrieren;
b) wo Techniken zur Erhöhung der Ermüdungsfestigkeit angewandt werden, die nachweislich Druck-eigenspannungen erzeugen, und die einwirkende Spannung nicht von einer solchen Größe ist, dass im Betrieb die Druckeigenspannungen durch Fliessen abgemindert werden
ANMERKUNG Siehe Anhang G.
6.3.4 Klebeverbindungen
(1) Eine Erhöhung der Ermüdungsfestigkeit wegen des Mittelspannungs-Verhältnisses sollte ohne versuchstechnische Bestätigung nicht vorgenommen werden.
6.3.5 Bereich der Kurzzeitfestigkeit
(1) Für bestimmte Konstruktionsdetails können bei negativen R-Verhältnissen und bei N < 105 Schwingspielen höhere Ermüdungsfestigkeiten angewandt werden.
ANMERKUNG Siehe Anhang G.
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6.3.6 Schwingspielzählung für die Berechnung des R-Verhältnisses
(1) Um maximale, minimale und Mittelspannungs-Werte für einzelne Schwingspiele eines Kollektivs zu ermitteln ist die Reservoir-Methode, wie unter Anhang A, Bild A.2, anzuwenden.
6.4 Einfluss der Umgebung
(1) Für Kombinationen bestimmter Legierungen und Umweltbedingungen sollte die Stufe der einem Konstruktionsdetail zugeordneten Detailkategorie reduziert werden. Die in dieser Norm angegebenen Ermüdungsfestigkeits-Daten sollten im Falle von Außentemperaturen größer 65 °C oder größer 30 °C im Meeresumgebung nicht gelten, ohne dass ein effektiver Korrosionsschutz vorliegt.
ANMERKUNG Tabelle 6.2 gibt für die im Anhang G angegebenen Detailkategorien die Anzahl von Detailkategorien an, um die sie herabgestuft werden müssen entsprechend der Umweltbedingungen und Legierung.
Tabelle 6.2 —Anzahl der Detailkategoriestufen, um die Δσc entsprechend den Umweltbedingungen und der Legierung abgemindert werden sollte
Werkstoff Umweltatmosphäre
Industriell/ Städtisch Meer Eingetaucht
Legierungs-seriea
Grund-zusammen
setzung
Schutz-bewertungen
(siehe EN 1999-1-1)
Länd-lich Mode-
rat Stark Nicht indus-triell
Mode-rat Starkb Süß-
wasser Meeres-wasserb
3xxx AlMn A 0 0 (P) a 0 0 0 0 0
5xxx AlMg A 0 0 (P) a 0 0 0 0 0
5xxx AlMgMn A 0 0 (P) a 0 0 0 0 1
6xxx AlMgSi B 0 0 (P) a 0 0 1 0 2
7xxx AlZnMg C 0 0 (P) a 0 0 2 1 3 a (P) = sehr vom Ausmaß der Umweltbelastung abhängig. Regelmäßig erneuerter Schutz könnte erforderlich werden,
um lokale Angriffe zu vermeiden, die besonders schädlich im Hinblick auf die Rissentstehung sein könnten. b Der Wert von ND sollte von 5 × 106 auf 107 Schwingspiele erhöht werden.
ANMERKUNG Eine Herabstufung für Detailkategorien < 25 N/mm2 ist nicht erforderlich.
6.5 Techniken für die Erhöhung der Ermüdungsfestigkeit
(1) Methoden zur Erhöhung der Ermüdungsfestigkeit bestimmter konstruktiver Details dürfen verwendet werden.
ANMERKUNG Methoden zur Erhöhung der Ermüdungsfestigkeit sind im Allgemeinen teuer und bringen Schwierigkeiten der Qualitätskontrolle mit sich. Für allgemeine Konstruktionsfälle sollte man sich nicht auf sie verlassen, außer im Fall, dass Ermüdung besonders kritisch für die Gesamtwirtschaftlichkeit des Tragwerks ist; hier sollte man Expertenrat aufsuchen. Techniken für die Erhöhung der Ermüdungsfestigkeit werden eher für das Beheben vorhandener Mängel in Bemessung und Ausführung angewandt. Siehe Anhang H.
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Anhang A (normativ)
Grundlagen der Berechnung der Ermüdungsfestigkeit
A.1 Allgemeines
A.1.1 Einfluss der Ermüdung auf die Bemessung
(1)P Tragwerke, die häufig schwankenden Betriebslasten ausgesetzt werden, können gegen Ermüdungsversagen anfällig sein und müssen für diesen Grenzzustand nachgewiesen werden.
(2) Der Grad der Übereinstimmung mit den Kriterien zum Nachweis des Grenzzustands der Tragfähigkeit oder der Gebrauchstauglichkeit nach EN 1999-1-1 sollte nicht als Maßstab der Gefährdung durch Ermüdungsschäden herangezogen werden (siehe A.1.3).
(3) Das Ausmaß der möglichen Beeinflussung der Bemessung durch Ermüdung sollte in der Konzeptionsphase des Planungsprozesses festgestellt werden. Um eine hinreichende Genauigkeit für die Voraussage der Ermüdungssicherheit zu erreichen, ist es notwendig:
a) eine genaue Voraussage der vollständigen Folge der Betriebslasten für die gesamte Bemessungs-lebensdauer zu treffen;
b) das elastische Verhalten des Tragwerks unter den vorausgesagten Lasten hinreichend genau zu ermitteln;
c) die Ausbildung konstruktiver Details durchzuführen und das Herstellungsverfahren sowie das Ausmaß der Qualitätskontrolle entsprechend festzulegen. Diese Punkte können einen größeren Einfluss auf die Ermüdungsfestigkeit ausüben und brauchen evtl. eine genauere Kontrolle als bei Tragwerken, die für andere Grenzzustände bemessen werden. Für Informationen über die Ausführungsanforderungen siehe EN 1090-3.
A.1.2 Versagensmechanismus
(1) Es sollte angenommen werden, dass Ermüdungsversagen meistens an hoch beanspruchten Stellen (als Folge abrupter Änderungen der geometrischen Form, Zugeigenspannungen oder scharfer, rissähnlicher Fehlstellen) entsteht. Ermüdungsrisse wachsen stufenweise unter der Last sich wiederholender Spannungsänderungen. Die Risse bleiben normalerweise stabil unter konstanter Last. Versagen tritt ein, wenn der Restquerschnitt für die Aufnahme der höchsten Last nicht ausreicht.
(2) Es sollte angenommen werden, dass Ermüdungsrisse ungefähr im rechten Winkel zur Richtung der maximalen Hauptspannungsschwingbreite fortschreiten. Die Rissfortschrittsgeschwindigkeit nimmt exponentiell zu. Aus diesem Grund ist das Risswachstum oft anfangs langsam und Ermüdungsrisse werden für den größten Teil ihrer Lebensdauer meistens schwer als signifikant zu erkennen sein. Dadurch könnten Probleme bei deren Entdeckung im Betrieb entstehen.
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A.1.3 Mögliche Stellen für Ermüdungsrisse
(1) Die folgenden Stellen für die Entstehung von Ermüdungsrissen bei spezifizierten Konstruktionsdetails sollten berücksichtigt werden:
a) Schweißnahtübergänge und -Wurzeln von Schmelz-Schweißnähten;
b) maschinell bearbeitete Ecken;
c) gestanzte oder gebohrte Löcher;
d) mit Schere oder Säge getrennte Kanten;
e) Flächen unter hohem Kontaktdruck (Reibkorrosion);
f) Gewindewurzeln von Befestigungsmitteln.
(2) Ermüdungsrisse vermögen auch bei nicht spezifizierten Merkmalen, die jedoch in der Praxis vorkommen können, entstehen. Die folgenden sollten, sofern sie relevant sind, berücksichtigt werden:
a) Materialfehlstellen oder Schweißfehler;
b) Kerben oder Kratzer aus mechanisch zugefügten Schäden;
c) Korrosionsfehlstellen.
A.1.4 Bedingungen für die Ermüdungsanfälligkeit
(1) Bei der Bewertung der Wahrscheinlichkeit auf Ermüdungsanfälligkeit sollte Folgendes beachtet werden:
a) Hohes Verhältnis dynamischer zu statischen Lasten: Sich bewegende oder hebende Konstruktionen, wie Land- oder Seetransportmittel, Kräne, usw., sind anfälliger für Ermüdungsprobleme als feste Konstruktionen, es sei denn, dass letztere hauptsächlich fahrende Lasten, wie bei Brücken, aufzunehmen haben;
b) Häufiges Auftreten der Last: Dies führt zu einer großen Zahl von Spannungsschwingspielen während der Bemessungslebensdauer. Schlanke Tragwerke oder Bauteile mit niedrigen natürlichen Frequenzen neigen besonders zu Resonanz und dadurch zu einer Vergrößerung der dynamischen Spannung, auch wenn die statischen Spannungen bei der Bemessung niedrig sind. Tragwerke, die hauptsächlich Strömungslasten – bspw. von Wind – ausgesetzt sind und Tragwerke, die Maschinen stützen, sollten sorgfältig auf Resonanzeffekte überprüft werden;
c) Anwendung von Schweißen: Einige häufig verwendete Schweißdetails weisen niedrige Ermüdungsfestigkeit auf. Dies trifft nicht nur für Verbindungen zwischen Bauteilen zu, sondern auch für jede Anschweißung auf einem lasttragenden Bauteil, egal ob die resultierende Verbindung als lasttragend oder nicht betrachtet wird;
d) Komplexität des Verbindungsdetails: Komplizierte Verbindungen weisen oft hohe Spannungs-konzentrationen auf, als Folge der lokalen Steifigkeitsänderungen längs des Lastübertragungsweges. Während diese oft wenig Einfluss auf die statische Tragfähigkeit der Verbindung haben, so können sie einen starken Einfluss auf die Ermüdungsfestigkeit ausüben. Bei Dominanz der Ermüdung sollte die Querschnittsform des Bauteils so ausgewählt werden, dass dadurch die Gleichmäßigkeit und Einfachheit in der Bemessung der Verbindung sichergestellt werden, so dass Spannungen berechnet und entsprechende Anforderungen für die Herstellung und Inspektion gewährleistet werden können;
e) In einigen thermisch und chemisch beanspruchten Umgebungen kann die Ermüdungsfestigkeit reduziert werden, wenn die Metalloberfläche nicht geschützt wird.
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A.2 Bemessung für sichere Lebensdauer
A.2.1 Voraussetzungen für die Bemessung nach sicherer Lebensdauer
(1) Der vorhergesagte Betriebsverlauf des Tragwerks sollte in Form einer Belastungsfolge und -häufigkeit vorliegen. Alternativ sollte das durch Spannungen hervorgerufene Tragwerksverhalten an allen potentiellen Rissentstehungsstellen in Form eines Spannungs-Zeit-Verlaufs vorliegen.
(2) Die Charakteristika der Ermüdungsfestigkeit aller potentiellen Rissentstehungsstellen sollten in Form von Ermüdungsfestigkeitskurven vorliegen.
(3) Alle potentielle Rissentstehungsstellen, die große Spannungsschwankungen und/oder größere Spannungskonzentrationen aufweisen, sollten nachgewiesen werden.
(4) Die bei der Herstellung der Bauteile mit potentiellen Rissentstehungsstellen benutzten Qualitätsnormen sollten den verwendeten Detailkategorien entsprechen.
!(5) Der grundsätzliche Ablauf ist wie folgt (siehe Bild A.1):
a) Ermittlung eines oberen Grenzwertes des Schätzwertes der Betriebslastenfolge für die Bemessungs-lebensdauer des Tragwerks (siehe 2.3);
b) Schätzung des resultierenden Spannung-Zeit-Verlaufes an der nachzuweisenden potentiellen Riss-entstehungsstelle ab (siehe A.2.3);
c) wo Nennspannungen vorkommen, Modifizierung des Spannung-Zeit-Verlaufes in jedem Bereich der geometrischen Spannungskonzentration, die noch nicht in der Detailkategorie enthalten ist, durch Anwendung eines geeigneten Spannungskonzentrationsbeiwerts (siehe 5.3.2);
d) Reduzierung des Spannung-Zeit-Verlaufes auf eine äquivalente Anzahl von Schwingspielen (ni) verschiedener Spannungsschwingbreiten Δσi durch Anwendung eines Schwingspielzählverfahrens (siehe A.2.3);
e) Anordnen der Schwingspiele in abnehmender Reihenfolge der Schwingbreite Δσi, so dass ein Spannungsschwingbreiten-Kollektiv entsteht, wobei i = 1, 2, 3 usw. für das erste, zweite, dritte Teilkollektiv steht (siehe A.2.3);
f) Klassifizierung des Konstruktionsdetails in Übereinstimmung mit der festgelegten Reihe von Detailkategorien. Für die geeignete Detailkategorie und die entsprechende Δσ-N Beziehung Bestimmung der zulässigen Lebensdauer (Ni) für die Bemessungs-Spannungsschwingbreite (Δσi);
g) Berechnung des Gesamtschadens DL,d aller Schwingspiele auf Basis linearer Schadensakkumulation, wobei:
∑=i
iNn
D dL, (A.1)
h) Berechnung der sicheren Lebensdauer TS:
dL,
LS D
TT = (A.2)
wobei die Bemessungslebensdauer TL die gleichen Einheiten wie TS hat;
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i) ist TS kleiner als TL, so sind eine oder mehrere der folgenden Maßnahmen durchzuführen:
⎯ Neubemessung des Tragwerks oder Bauteils mit dem Ziel, die Spannungshöhe zu reduzieren;
⎯ Ersetzen des Konstruktionsdetails durch ein anderes aus einer höheren Kategorie;
⎯ Durchführung der Bemessung nach dem Konzept der Schadenstoleranz, sofern geeignet, (siehe A.3)."
A.2.2 Schwingspielzählung
(1) Die Schwingspielzählung ist ein Verfahren zur Aufschlüsselung eines komplizierten Spannungs-Zeit-Verlaufs in ein einfacher handhabbares Schwingspielkollektiv mit Angabe der Spannungsschwingbreite Δσ, Anzahl der Schwingspiele n und, falls notwendig, des R-Verhältnisses.
(2) Für kurze Spannungs-Zeit-Verläufe, wo sich einfache Einwirkungsereignisse mehrmals wiederholen, wird die Reservoir-Methode empfohlen. Sie ist leicht zu veranschaulichen und einfach zu benutzen (siehe Bild A.2). Wo lange Spannungs-Zeit-Verläufe benutzt werden müssen, wie solche, die aus in realen Bauwerken gemessenen Beanspruchungen ermittelt wurden (siehe Anhang C), wird die Rainflow-Methode empfohlen. Beide Methoden sind zur Computeranalyse geeignet.
A.2.3 Herleitung des Spannungs-Kollektivs
(1) Die Auflistung der Schwingspiele in abnehmender Reihenfolge der Spannungsschwingbreite Δσ ergibt ein Spannungs-Kollektiv. Für eine leichtere Berechnung kann es erforderlich sein, ein kompliziertes Kollektiv in wenigere Blöcke zu vereinfachen. Eine konservative Methode ist das Zusammentragen mehrerer Blöcke in größere Blöcke mit der gleichen Gesamtzahl der Schwingspiele, dabei jedoch mit der höchsten vorkommenden Spannungsschwingbreite. Genauer ist es, den gewichteten Durchschnitt aller Blöcke in einer Gruppe mit dem Exponenten m zu berechnen, wobei m die Neigung der am wahrscheinlichsten zu benutzenden Δσ-N Kurve ist (siehe Bild A.3). Die Verwendung eines arithmetischen Mittelwerts wird immer nicht konservativ sein.
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EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
a) System, Konstruktionsdetail X-X und Belastung
b) Typischer Belastungszyklus (n-mal wiederholt für die Bemessung). T = Zeit
c) Spannungs-Zeit-Verlauf bei Detail X-X
d) Schwingspielzählung, Reservoir Methode
e) Spannungsschwingbreiten-Kollektiv
f) Ni = Schwingspiele bis zum Versagen bei einer Spannungs-schwingbreitenhöhe von Δσi; logΔσ − logN Bemessungslinie für Konstruktionsdetail X-X
g) Schadensakkumulation, Palmgren-Miner-Regel
DNn
Nn
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Nn
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Bild A.1 — Ermüdungs-Bewertungs-Verfahren
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EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
a) System, Konstruktionsdetail X-X und Belastung
b) Typischer Belastungszyklus (n-mal wiederholt für die Bemessung). T = Zeit
c) Spannungs-Zeit-Verlauf bei Detail X-X
d) Schwingspielzählung, Reservoir Methode
e) Spannungsschwingbreiten-Kollektiv
f) Ni = Schwingspiele bis zum Versagen bei einer Spannungs-schwingbreitenhöhe von Δσi; logΔσ − logN Bemessungslinie für Konstruktionsdetail X-X
g) Schadensakkumulation, Palmgren-Miner-Regel
DNn
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=+++=∑n
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Bild A.1 — Ermüdungs-Bewertungs-Verfahren
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EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
1. Schritt: Bestimmung des Spannungs-Zeit-Verlaufs des Belastungsereignisses. Ermittlung der Spitze B.
2. Schritt: Verschiebung des Abschnitts links von B nach rechts im Spannungs-Zeit-Verlauf.
3. Schritt: Befüllung des „Reservoirs“ mit „Wasser". Die größte Tiefe ergibt das größte Schwingspiel.
4. Schritt: Ablassen des Wasser an der tiefsten Stelle. Suchen des nächsten größten Tiefenwertes. Dies wird das zweitgrößte Schwingspiel sein.
5. Schritt: Und so weiter. Wiederholung des Prozesses bis das ganze „Wasser“ abgelassen ist. Die Gesamtheit aller Schwingspiele bildet das Spannungs-Kollektiv für den oben ermittelten Spannungs-Zeit-Verlauf.
Bild A.2 — Das Reservoir-Schwingspielzählverfahren
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1. Schritt: Bestimmung des Spannungs-Zeit-Verlaufs des Belastungsereignisses. Ermittlung der Spitze B.
2. Schritt: Verschiebung des Abschnitts links von B nach rechts im Spannungs-Zeit-Verlauf.
3. Schritt: Befüllung des „Reservoirs“ mit „Wasser". Die größte Tiefe ergibt das größte Schwingspiel.
4. Schritt: Ablassen des Wasser an der tiefsten Stelle. Suchen des nächsten größten Tiefenwertes. Dies wird das zweitgrößte Schwingspiel sein.
5. Schritt: Und so weiter. Wiederholung des Prozesses bis das ganze „Wasser“ abgelassen ist. Die Gesamtheit aller Schwingspiele bildet das Spannungs-Kollektiv für den oben ermittelten Spannungs-Zeit-Verlauf.
Bild A.2 — Das Reservoir-Schwingspielzählverfahren
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EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
Legende 1 Original-Blöcke; 2 Vereinfachter Block; Δσ Spannungsschwingbreite;
N kumulierte Häufigkeit (alle Schwingspiele); 3 Belastungsspitze (konservativ); 4 Gewichtetes Mittel (am genauesten); 5 Arithmetisches Mittel (nicht konservativ) 6 Registriertes Kollektiv; 7 Vereinfachtes Kollektiv für die Bemessung
Bild A.3 — Vereinfachtes Spannungsschwingbreiten-Kollektiv
A.3 Schadenstolerante Bemessung
!
A.3.1 Voraussetzungen für schadenstolerante Bemessung
(1) Eine schadenstolerante Bemessung sollte nur unter den folgenden Bedingungen vorgenommen werden.
a) Die Entstehungsstellen für Ermüdungsrisse sollten sich auf oder in der Nähe einer Oberfläche befinden, die im Betrieb leicht zugänglich sein sollte;
b) praktische Inspektionsmethoden sollten vorhanden sein, die zum Auffinden der Risse und zu ihrer Größenbestimmung taugen, bevor sie ihre versagenskritische Größe erreicht haben. Siehe 1.7.3;
c) die Vorgehensweise in A.3.2 sollte angewendet werden, um die Mindest-Inspektionshäufigkeit und die maximal zulässige Rissgröße vor einer erforderlichen Korrektur zu bestimmen;
ANMERKUNG Ein weiteres Verfahren zur Bestimmung der Inspektionshäufigkeit ist L.2 und L.3 zu entnehmen; es gilt nur bei Übernahme der in Anhang J enthaltenen Ermüdungswiderstandsdaten.
d) das Wartungsbuch sollte für jede potentielle Rissstelle die in 1.7.3 aufgelisteten Informationen spezifizieren."
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A.3.2 Festlegung der Inspektionsstrategie bei schadenstoleranter Bemessung
!(1) An jeder potentiellen Rissentstehungsstelle, wo die nach Gleichung (A.2) berechnete sichere Lebensdauer TS kleiner ist als die Bemessungslebensdauer TL, sollte das Inspektionsintervall Ti berechnet werden. "
(2) Das Wartungsbuch sollte festlegen, dass die erste Inspektion an jeder potentiellen Rissentstehungs-stelle vor Ablauf der sicheren Lebensdauer stattfinden sollte.
(3) Das Wartungsbuch sollte festlegen, dass nachfolgende Inspektionen in regelmäßigen Intervallen Ti stattfinden sollten:
Ti ≤ 0,5 Tf (A.3)
wobei Tf die errechnete Zeit für einen Riss ist, der an der nachzuweisenden Stelle entstanden ist, um von einer auf der Oberfläche wahrnehmbaren Länge ld bis zu einer bruchkritischen Länge lf (siehe Bild A.4) zu wachsen.
ANMERKUNG Die angenommene minimale exponierte Länge eines Oberflächenrisses sollte die Zugänglichkeit, Position, den wahrscheinlichen Oberflächenzustand und die Inspektionsmethode berücksichtigen. Wenn nicht durch spezifische Versuche nachgewiesen wird, dass kürzere Längen mit einer Wahrscheinlichkeit höher als 90 % entdeckt werden können, so sollte die angenommene Länge ld nicht niedriger als der Wert in Tabelle A.1 angesetzt werden, wobei die volle Risslänge für eine Inspektion zugänglich ist.
(4) In Fällen, wo irgendein dauerhaft eingebautes Konstruktions- oder anderes Bauteil die vollständige Zugänglichkeit des Risses behindert, sollte die abgedeckte Risslänge zum geeigneten Wert aus Tabelle A.1 addiert werden, um den Rechenwert für ld zu ermitteln.
(5) Wo schwere, dicke Konstruktionsteile zur Anwendung kommen und die Entstehungsstelle auf einer unzugänglichen Oberfläche sich befindet (z. B. die Wurzel einer einseitig auf einer Rohrwand geschweißten Stumpfnaht), könnte die Planung einer Inspektionsstrategie geeignet sein, die auf eine Ultraschall-untersuchung basiert, für die Entdeckung und Messung von Rissen bevor diese zur zugänglichen Oberfläche gelangen. Ein solches Verfahren sollte nicht ohne vorherige experimentelle Untersuchung und Auswertung unternommen werden.
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Legende a Bruchkritische Länge; i Inspektionsnummer; b Angenommene kleinste wahrnehmbare Länge; Ti Inspektionsintervall;
c Tatsächliche Risswachstumskurve; Ts Zeitintervall bis zur Erreichung der wahrnehmbaren Risslänge;
d Angenommene Kurve für schnellstes Wachstum, siehe Anhang B für obere Grenze;
Tf Zeitintervall, in dem der Riss von der kleinsten wahrnehmbaren Länge bis zur bruchkritischen Länge wächst
Bild A.4 — Inspektionsstrategie für schadenstolerante Bemessung
Tabelle A.1 — Empfohlene sichere wahrnehmbare Längen von Oberflächenrissen ld in mm
Rissstelle Inspektionsmethode Ebene glatte
Oberfläche Rauhe Oberfläche, Nahtüberhöhung
Scharfe Ecke, Nahtübergangsstelle
Visuell, mit Vergrößerungslinse 20 30 50
Farbeindringprüfung 5 10 15
ANMERKUNG Die oberen Werte setzen eine Beobachtungsmöglichkeit aus der Nähe, gute Lichtverhältnisse und das Entfernen von Anstrichen auf der Oberfläche voraus.
(6) Der Wert von lf sollte so festgelegt werden, dass der Nettoquerschnitt – bei Berücksichtigung des wahrscheinlichen Rissprofils durch die Wanddicke – die maximalen statischen Dehnungskräfte aus der mit dem Sicherheitsbeiwert multiplizierten Belastung aufnehmen sollte, entsprechend der Berechnung nach EN 1999-1-1, ohne ein instabiles Risswachstum zu entwickeln.
(7) Tf sollte durch Berechnung und/oder Versuche folgendermaßen abgeschätzt werden, bei Annahme einer um den Sicherheitsbeiwert vervielfachten Belastung (siehe 2.4):
a) Die Berechnungsmethode sollte auf bruchmechanischen Grundlagen basieren (siehe Anhang B). Eine obere Grenze, definiert als Mittelwert zuzüglich zwei Standardabweichungen, sollte bei der Beziehung des Risswachstums angewandt werden. Alternativ können spezifische Risswachstumsdaten aus Standardprüfkörpern aus dem gleichen Werkstoff wie im Bereich des Risswachstums gewonnen werden. In diesem Fall sollte die Rissfortschrittsgeschwindigkeit um den entsprechenden Ermüdungs-versuchsbeiwert F multipliziert werden (siehe Tabelle C.1);
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b) wo das Risswachstum aus Tragwerks- oder Komponenten-Versuchen bei Simulation des richtigen Werkstoffs, der Geometrie und Herstellungsmethode ermittelt wird, sollte der Versuchskörper durch die relevante Belastungsstruktur beansprucht werden (siehe Anhang C);
c) die zwischen den Risslängen ld und lf registrierten Risswachstumsgeschwindigkeiten sollten um den Ermüdungsversuchsbeiwert F multipliziert werden (siehe Tabelle C.1).
(8) Das Wartungsbuch sollte die Maßnahmen für den Fall der Entdeckung eines Ermüdungsrisses während einer Routineinspektion folgendermaßen festlegen:
a) Wenn die gemessene Risslänge weniger als ld beträgt, ist keine Ausbesserung notwendig;
b) wenn die gemessene Risslänge gleich oder größer als ld ist, sollte das Bauteil bezüglich seiner Tauglichkeit für den Verwendungszweck bewertet werden, um festzustellen, wie lange das Tragwerk mit Sicherheit und ohne Ausbesserung oder Auswechseln im Betrieb belassen werden darf. Wird der Betrieb fortgesetzt, so sollte eine Erhöhung der Inspektionshäufigkeit an der fraglichen Stelle in Erwägung gezogen werden;
c) wenn die gemessene Risslänge größer als lf ist, so sollte das Tragwerk sofort aus dem Betrieb genommen werden.
!(9) Weitere Hinweise finden sich in Anhang L für den Fall, dass die Ermüdungswiderstandsdaten aus Anhang J übernommen werden."
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EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
Anhang B (informativ)
Hinweise für die Bewertung des Rissfortschritts durch Bruchmechanik
B.1 Geltungsbereich
(1) Ziel dieses Anhangs ist es, Information bereitzustellen über die Anwendung der Bruchmechanik zur Bewertung des Fortschritts von Ermüdungsrissen von scharfen, ebenen Fehlstellen. Die Hauptanwendungen sind in der Bewertung von:
⎯ bekannten Fehlern (inklusive im Betrieb entdeckte Fehler);
⎯ angenommenen Fehler (beinhaltet die Berücksichtigung der Originalverbindung oder die Grenzen der Fehlererkennung bei der Anwendung zerstörungsfreier Prüfverfahren);
⎯ der Toleranz gegenüber Fehlern (beinhaltet die Bewertung von Herstellungsfehlern bezüglich ihrer Eignung für den vorgesehenen Einsatz (fitness-for-purpose) in Verbindung mit bestimmten Betriebs-anforderungen).
(2) Die Methode deckt den Rissfortschritt senkrecht zur Haupt-Zugspannungs-Richtung (Modus 1).
B.2 Grundlagen
B.2.1 Fehlerabmessungen
(1) Es wird angenommen, dass der Ermüdungsfortschritt an einem vorhandenen ebenen Fehler mit scharfer Rissfront, senkrecht zur Richtung der Haupt-Zug-Spannungsschwingbreite Δσ an dieser Stelle anfängt.
(2) Die Abmessungen für vorhandene Fehler werden in Bild B.1 gezeigt in Abhängigkeit davon, ob diese bereits zur Oberfläche gedrungen oder innere Fehler im Werkstoff sind.
Legende 1 freie Oberfläche 2 Fehler
a) Fehler bis zur Oberfläche reichend
b) Innerer Fehler
Bild B.1 — Vorhandener ebener Fehler
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Anhang B (informativ)
Hinweise für die Bewertung des Rissfortschritts durch Bruchmechanik
B.1 Geltungsbereich
(1) Ziel dieses Anhangs ist es, Information bereitzustellen über die Anwendung der Bruchmechanik zur Bewertung des Fortschritts von Ermüdungsrissen von scharfen, ebenen Fehlstellen. Die Hauptanwendungen sind in der Bewertung von:
⎯ bekannten Fehlern (inklusive im Betrieb entdeckte Fehler);
⎯ angenommenen Fehler (beinhaltet die Berücksichtigung der Originalverbindung oder die Grenzen der Fehlererkennung bei der Anwendung zerstörungsfreier Prüfverfahren);
⎯ der Toleranz gegenüber Fehlern (beinhaltet die Bewertung von Herstellungsfehlern bezüglich ihrer Eignung für den vorgesehenen Einsatz (fitness-for-purpose) in Verbindung mit bestimmten Betriebs-anforderungen).
(2) Die Methode deckt den Rissfortschritt senkrecht zur Haupt-Zugspannungs-Richtung (Modus 1).
B.2 Grundlagen
B.2.1 Fehlerabmessungen
(1) Es wird angenommen, dass der Ermüdungsfortschritt an einem vorhandenen ebenen Fehler mit scharfer Rissfront, senkrecht zur Richtung der Haupt-Zug-Spannungsschwingbreite Δσ an dieser Stelle anfängt.
(2) Die Abmessungen für vorhandene Fehler werden in Bild B.1 gezeigt in Abhängigkeit davon, ob diese bereits zur Oberfläche gedrungen oder innere Fehler im Werkstoff sind.
Legende 1 freie Oberfläche 2 Fehler
a) Fehler bis zur Oberfläche reichend
b) Innerer Fehler
Bild B.1 — Vorhandener ebener Fehler
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B.2.2 Rissfortschrittsabhängigkeit
(1) Unter der Einwirkung der zyklisch wiederholten Spannungsschwingbreite Δσ schreitet die Rissfront in den Werkstoff fort entsprechend der Rissfortschrittsregel. Die Rissfortschrittsgeschwindigkeit beträgt in Richtung der Abmessung „a“:
( )myAdNd 5,0aa σΔ×= (B.1)
Dabei ist
A die Werkstoff-Konstante der Rissfortschrittsgeschwindigkeit;
m der Exponent der Rissfortschrittsgeschwindigkeit;
y der Geometriefaktor, abhängig von Rissform, -Orientierung und Oberflächengrenzverhältnissen.
ANMERKUNG Die Einheiten für Spannungsintensitäts-Beiwerte ΔK sind Nmm−2 m0,5 [MPam0,5] und für Rissfortschritts-geschwindigkeiten da/dN ist es [m/Schwingspiel]. Werte in B.3 gelten nur für diese Einheiten.
(2) Obige Gleichung kann transformiert werden in:
mKAdNd
Δ=a (B.2)
wobei ΔK ist die Spannungsintensitäts-Schwingbreite und sie ist gleich Δσ a0,5 y.
(3) Nach Anwendung einer Anzahl von N Schwingspielen der Spannungsschwingbreite Δσ wird der Riss von Abmessung a1 zur Abmessung a2 wachsen entsprechend folgender Integration:
∫=2
1mΔ
a
a
aKA
dN (B.3)
(4) Für den allgemeinen Fall sind A, ΔK und m von „a“ abhängig.
B.3 Rissfortschrittsdaten A und m
(1) A und m werden aus Rissfortschrittsmessungen an standardisierten gekerbten Proben mit LT, TL oder ST Ausrichtung (Beispiel siehe in Bild B.2) unter Anwendung standardisierter Prüfverfahren ermittelt. Die Probenform sollte eine sein, für die eine genaue Spannungsintensität-Beiwert (K)-Lösung (d. h. das Verhältnis zwischen der vorkommenden Einwirkung und Rissgröße „a“) vorhanden ist.
ANMERKUNG Für weitere Information über standardisierte Testverfahren siehe Literaturangabe B.1.
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B.2.2 Rissfortschrittsabhängigkeit
(1) Unter der Einwirkung der zyklisch wiederholten Spannungsschwingbreite Δσ schreitet die Rissfront in den Werkstoff fort entsprechend der Rissfortschrittsregel. Die Rissfortschrittsgeschwindigkeit beträgt in Richtung der Abmessung „a“:
( )myAdNd 5,0aa σΔ×= (B.1)
Dabei ist
A die Werkstoff-Konstante der Rissfortschrittsgeschwindigkeit;
m der Exponent der Rissfortschrittsgeschwindigkeit;
y der Geometriefaktor, abhängig von Rissform, -Orientierung und Oberflächengrenzverhältnissen.
ANMERKUNG Die Einheiten für Spannungsintensitäts-Beiwerte ΔK sind Nmm−2 m0,5 [MPam0,5] und für Rissfortschritts-geschwindigkeiten da/dN ist es [m/Schwingspiel]. Werte in B.3 gelten nur für diese Einheiten.
(2) Obige Gleichung kann transformiert werden in:
mKAdNd
Δ=a (B.2)
wobei ΔK ist die Spannungsintensitäts-Schwingbreite und sie ist gleich Δσ a0,5 y.
(3) Nach Anwendung einer Anzahl von N Schwingspielen der Spannungsschwingbreite Δσ wird der Riss von Abmessung a1 zur Abmessung a2 wachsen entsprechend folgender Integration:
∫=2
1mΔ
a
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aKA
dN (B.3)
(4) Für den allgemeinen Fall sind A, ΔK und m von „a“ abhängig.
B.3 Rissfortschrittsdaten A und m
(1) A und m werden aus Rissfortschrittsmessungen an standardisierten gekerbten Proben mit LT, TL oder ST Ausrichtung (Beispiel siehe in Bild B.2) unter Anwendung standardisierter Prüfverfahren ermittelt. Die Probenform sollte eine sein, für die eine genaue Spannungsintensität-Beiwert (K)-Lösung (d. h. das Verhältnis zwischen der vorkommenden Einwirkung und Rissgröße „a“) vorhanden ist.
ANMERKUNG Für weitere Information über standardisierte Testverfahren siehe Literaturangabe B.1.
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EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
Legende 1 Lochdurchmesser 3 Risszuwachs 2 Spaltbreite 4 Ermüdungs-Vorriss
Empfohlene Dicke w / 20 ≤ b ≤ w / 4
Bild B.2 — Typische Versuchsprobe für Rissfortpflanzung (Beispiel aus Literaturangabe B.3)
(2) Die Versuche werden mit konstantem Spannungsintensitäts-Verhältnis R = Kmin/Kmax entweder für konstantes R oder konstantes Kmax und genauer Messung des Rissfortschritts von der Kerbe aus durchgeführt, wobei dies durch rechnergesteuerte zyklische Einwirkung auf die Probe erfolgt..
ANMERKUNG Für weitere Information über die Prüfbedingungen siehe Literaturangabe B.2.
(3) Werden bestimmte Werte für die Risslänge „a“ ermittelt, so wird eine Ausgleichskurve an die Daten angepasst mithilfe der Methode, die in der Prüfnorm beschrieben ist. Die Rissfortschrittsgeschwindigkeit da/dN für eine gegebene Risslänge wird dann hieraus als die Neigung der Kurve am Punkt „a“ berechnet.
(4) Der entsprechende Wert der Spannungsintensitäts-Schwingbreite ΔK wird durch Anwendung der maßgebenden K-Lösung für den Testkörper in Verbindung mit der vorkommenden Einwirkungs-Schwingbreite ermittelt. Die Ergebnisse da/dN werden in Abhängigkeit von ΔK auf logarithmischen Skalen aufgezeichnet.
(5) Für eine allgemeine Anwendung könnten Rissfortschrittskurven für verschiedene R–Werte notwendig sein. Bild B.3 zeigt eine typische Gruppe von da/dN - ΔK-Kurven für die bei Strangpressprofilen verwendeten Aluminium-Knetlegierung EN AW-6005A T6. In Bild B.3(a) war die Prüfbedingung ein konstantes Spannungsintensitätsverhältnis Kmin/Kmax, und in Bild B.3(b) wird das Ergebnis der Prüfung bei konstantem Kmax = 10 Nmm–2m0,5 mit den konservativen Ästen der Kurven aus Bild B.3(a) kombiniert. Diese Kombination der Ergebnisse aus den konstant R- und konstant K-Werten ist eine ingenieurmäßige konservative Annäherung, und kann zur Abschätzung der Ermüdungslebensdauer bei hohen Eigenspannungen oder bei der Bewertung von kurzen Ermüdungsrissen verwendet werden. Die Werte für m und A in Bild B.3 werden in Tabellen B.1(a) und (b) angegeben.
(6) In Bild B.4(a) werden die konstant R-Rissfortschrittsgeschwindigkeiten von Aluminiumknetlegierungen für R = 0,1 aufgezeichnet und in Bild B.4(b) die entsprechenden Daten für R = 0,8 gegeben. Bild B.5 zeigt die Gruppe von konstant R-Rissfortschrittsgeschwindigkeits-Kurven von drei Formgusslegierungen bei R = 0,1 und R = 0,8. Bild B.6 stellt die kombinierten Daten von konstant R- und konstant Kmax-Prüfungen von Aluminiumknetlegierungen bei R = 0,1 und R = 0,8 dar. Die Werte von m und A für die Obergrenzen der Einhüllenden der Rissfortschrittsgeschwindigkeits-Kurven in Bildern B.4 bis B.6 sind in den Tabellen B.2 bis B.4 entsprechend enthalten.
ANMERKUNG Für weitere da/dN zu ΔK–Werte siehe die Literaturangaben B.3 und B.4.
(7) Korrosive Umgebung kann A und m beeinflussen. Prüfergebnisse unter Bedingungen von Raum-feuchtigkeit werden geeignet für die Abdeckung der meisten normalen atmosphärischen Bedingungen sein.
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Legende 1 Lochdurchmesser 3 Risszuwachs 2 Spaltbreite 4 Ermüdungs-Vorriss
Empfohlene Dicke w / 20 ≤ b ≤ w / 4
Bild B.2 — Typische Versuchsprobe für Rissfortpflanzung (Beispiel aus Literaturangabe B.3)
(2) Die Versuche werden mit konstantem Spannungsintensitäts-Verhältnis R = Kmin/Kmax entweder für konstantes R oder konstantes Kmax und genauer Messung des Rissfortschritts von der Kerbe aus durchgeführt, wobei dies durch rechnergesteuerte zyklische Einwirkung auf die Probe erfolgt..
ANMERKUNG Für weitere Information über die Prüfbedingungen siehe Literaturangabe B.2.
(3) Werden bestimmte Werte für die Risslänge „a“ ermittelt, so wird eine Ausgleichskurve an die Daten angepasst mithilfe der Methode, die in der Prüfnorm beschrieben ist. Die Rissfortschrittsgeschwindigkeit da/dN für eine gegebene Risslänge wird dann hieraus als die Neigung der Kurve am Punkt „a“ berechnet.
(4) Der entsprechende Wert der Spannungsintensitäts-Schwingbreite ΔK wird durch Anwendung der maßgebenden K-Lösung für den Testkörper in Verbindung mit der vorkommenden Einwirkungs-Schwingbreite ermittelt. Die Ergebnisse da/dN werden in Abhängigkeit von ΔK auf logarithmischen Skalen aufgezeichnet.
(5) Für eine allgemeine Anwendung könnten Rissfortschrittskurven für verschiedene R–Werte notwendig sein. Bild B.3 zeigt eine typische Gruppe von da/dN - ΔK-Kurven für die bei Strangpressprofilen verwendeten Aluminium-Knetlegierung EN AW-6005A T6. In Bild B.3(a) war die Prüfbedingung ein konstantes Spannungsintensitätsverhältnis Kmin/Kmax, und in Bild B.3(b) wird das Ergebnis der Prüfung bei konstantem Kmax = 10 Nmm–2m0,5 mit den konservativen Ästen der Kurven aus Bild B.3(a) kombiniert. Diese Kombination der Ergebnisse aus den konstant R- und konstant K-Werten ist eine ingenieurmäßige konservative Annäherung, und kann zur Abschätzung der Ermüdungslebensdauer bei hohen Eigenspannungen oder bei der Bewertung von kurzen Ermüdungsrissen verwendet werden. Die Werte für m und A in Bild B.3 werden in Tabellen B.1(a) und (b) angegeben.
(6) In Bild B.4(a) werden die konstant R-Rissfortschrittsgeschwindigkeiten von Aluminiumknetlegierungen für R = 0,1 aufgezeichnet und in Bild B.4(b) die entsprechenden Daten für R = 0,8 gegeben. Bild B.5 zeigt die Gruppe von konstant R-Rissfortschrittsgeschwindigkeits-Kurven von drei Formgusslegierungen bei R = 0,1 und R = 0,8. Bild B.6 stellt die kombinierten Daten von konstant R- und konstant Kmax-Prüfungen von Aluminiumknetlegierungen bei R = 0,1 und R = 0,8 dar. Die Werte von m und A für die Obergrenzen der Einhüllenden der Rissfortschrittsgeschwindigkeits-Kurven in Bildern B.4 bis B.6 sind in den Tabellen B.2 bis B.4 entsprechend enthalten.
ANMERKUNG Für weitere da/dN zu ΔK–Werte siehe die Literaturangaben B.3 und B.4.
(7) Korrosive Umgebung kann A und m beeinflussen. Prüfergebnisse unter Bedingungen von Raum-feuchtigkeit werden geeignet für die Abdeckung der meisten normalen atmosphärischen Bedingungen sein.
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EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
B.4 Geometriefunktion y
(1) Die Geometriefunktion y hängt von den Rissabmessungen (Form und Länge), den Abmessungen der Oberflächengrenzen des umgebenden Werkstoffs und der Spannungsstruktur im Bereich des Rissfortschritts ab.
(2) Diese Information kann aus Finite-Element-Analysen des Konstruktionsdetails unter Anwendung von Rissspitzen-Elementen ermittelt werden. Die Spannungsintensität für verschiedene Risslängen wird durch Anwendung des J-Integral-Verfahrens berechnet. Alternativ kann diese aus dem Verschiebungs- oder Spannungsfeld um die Rissspitze oder der gesamten elastischen Deformationsenergie berechnet werden.
(3) Veröffentlichte Lösungen für häufig verwendete Geometrien (Grundmaterial und Schweißverbindungen) sind eine alternative Quelle von y–Werten. Standarddaten werden oft in Form von Y angegeben, wobei Y = yπ 0,5. Ein typisches Beispiel für einen bis zur Oberfläche reichenden Riss in einer Platte zeigt Bild B.7(a). Geht der Riss von einer Nahtübergangsstelle auf der Plattenoberfläche aus, so kann eine weitere Anpassung für die lokalen Spannungskonzentrationseinflüsse durch den Vergrößerungsfaktors MK vorgenommen werden (siehe Bild B.7(b)).
ANMERKUNG Für weitere Information über veröffentlichte Lösungen für y siehe die Literaturangaben B.1 und B.5.
(4) Das Produkt aus Y für die einfache Platte und MK für die Nahtübergangsstelle gibt die Änderung von y an bei wachsendem Riss durch die Materialdicke. (siehe Bild B.7(c)).
B.5 Integration des Rissfortschritts
(1) Für den allgemeinen Fall eines Spannungs-Zeit-Verlaufs variabler Amplitude muss ein Spannungs-Kollektiv ermittelt werden (siehe 2.2.1). In der Praxis sollte das Gesamtkollektiv mit mindestens einer zehnmaligen Wiederholung identischer Folgen angewandt werden, die alle die gleiche Spannungs-schwingbreite und gleiches R-Verhältnis aber nur ein Zehntel der Anzahl der Spannungsschwingspiele aufweisen. Der Block mit der höchsten Spannungsschwingbreite sollte als erster in jeder der Folgen angesetzt werden (siehe Bild A.3). Der stufenweise ermittelte Rissfortschritt wird aus dem Rissfortschrittsgeschwindigkeits-Polygon für das maßgebende R-Verhältnis berechnet, für jeden einzelnen Block von Spannungsschwingspielen konstanter Amplitude.
(2) Im Bereich von Schweißnähten, außer im Fall dass Verteilung und Größe der Eigenspannungen tatsächlich bekannt sind, sollte eine Rissfortschrittskurve mit entweder hohem R-Verhältnis (R = 0,8) oder mit Kmax = konstant zur Anwendung kommen.
(3) Die Risslänge „a“ wird auf dieser Grundlage integriert bis die maximal benötigte Risslänge a2 erreicht wird und die Nummern berechnet werden.
B.6 Ermittlung der maximalen Risslänge a2
(1) Diese wird meist auf der Grundlage des Zerreißens im Nettoquerschnitt unter der maximalen angewandten Zugeinwirkung, mithilfe des maßgebenden Teilsicherheitsbeiwerts, siehe EN 1999-1-1, bestimmt.
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B.4 Geometriefunktion y
(1) Die Geometriefunktion y hängt von den Rissabmessungen (Form und Länge), den Abmessungen der Oberflächengrenzen des umgebenden Werkstoffs und der Spannungsstruktur im Bereich des Rissfortschritts ab.
(2) Diese Information kann aus Finite-Element-Analysen des Konstruktionsdetails unter Anwendung von Rissspitzen-Elementen ermittelt werden. Die Spannungsintensität für verschiedene Risslängen wird durch Anwendung des J-Integral-Verfahrens berechnet. Alternativ kann diese aus dem Verschiebungs- oder Spannungsfeld um die Rissspitze oder der gesamten elastischen Deformationsenergie berechnet werden.
(3) Veröffentlichte Lösungen für häufig verwendete Geometrien (Grundmaterial und Schweißverbindungen) sind eine alternative Quelle von y–Werten. Standarddaten werden oft in Form von Y angegeben, wobei Y = yπ 0,5. Ein typisches Beispiel für einen bis zur Oberfläche reichenden Riss in einer Platte zeigt Bild B.7(a). Geht der Riss von einer Nahtübergangsstelle auf der Plattenoberfläche aus, so kann eine weitere Anpassung für die lokalen Spannungskonzentrationseinflüsse durch den Vergrößerungsfaktors MK vorgenommen werden (siehe Bild B.7(b)).
ANMERKUNG Für weitere Information über veröffentlichte Lösungen für y siehe die Literaturangaben B.1 und B.5.
(4) Das Produkt aus Y für die einfache Platte und MK für die Nahtübergangsstelle gibt die Änderung von y an bei wachsendem Riss durch die Materialdicke. (siehe Bild B.7(c)).
B.5 Integration des Rissfortschritts
(1) Für den allgemeinen Fall eines Spannungs-Zeit-Verlaufs variabler Amplitude muss ein Spannungs-Kollektiv ermittelt werden (siehe 2.2.1). In der Praxis sollte das Gesamtkollektiv mit mindestens einer zehnmaligen Wiederholung identischer Folgen angewandt werden, die alle die gleiche Spannungs-schwingbreite und gleiches R-Verhältnis aber nur ein Zehntel der Anzahl der Spannungsschwingspiele aufweisen. Der Block mit der höchsten Spannungsschwingbreite sollte als erster in jeder der Folgen angesetzt werden (siehe Bild A.3). Der stufenweise ermittelte Rissfortschritt wird aus dem Rissfortschrittsgeschwindigkeits-Polygon für das maßgebende R-Verhältnis berechnet, für jeden einzelnen Block von Spannungsschwingspielen konstanter Amplitude.
(2) Im Bereich von Schweißnähten, außer im Fall dass Verteilung und Größe der Eigenspannungen tatsächlich bekannt sind, sollte eine Rissfortschrittskurve mit entweder hohem R-Verhältnis (R = 0,8) oder mit Kmax = konstant zur Anwendung kommen.
(3) Die Risslänge „a“ wird auf dieser Grundlage integriert bis die maximal benötigte Risslänge a2 erreicht wird und die Nummern berechnet werden.
B.6 Ermittlung der maximalen Risslänge a2
(1) Diese wird meist auf der Grundlage des Zerreißens im Nettoquerschnitt unter der maximalen angewandten Zugeinwirkung, mithilfe des maßgebenden Teilsicherheitsbeiwerts, siehe EN 1999-1-1, bestimmt.
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da/dN [m/Schwingspiel]
Δ K [Nmm–2m0,5]
a) R = Kmin/Kmax = konstant
da/dN [m/Schwingspiel]
Δ K [Nmm–2m0,5]
b) Kmax = 10 Nmm–2m0,5
Bild B.3 — Typische Ermüdungs-Risswachstums-Kurven für die Aluminiumlegierung EN AW-6005A T6 LT
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da/dN [m/Schwingspiel]
Δ K [Nmm–2m0,5]
a) R = Kmin/Kmax = konstant
da/dN [m/Schwingspiel]
Δ K [Nmm–2m0,5]
b) Kmax = 10 Nmm–2m0,5
Bild B.3 — Typische Ermüdungs-Risswachstums-Kurven für die Aluminiumlegierung EN AW-6005A T6 LT
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eNds. MBl. Nr. 10 a/2014 Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
122
Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
54
EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
Tabelle B.1(a) — Ermüdungs-Risswachstumsdaten für EN AW-6005A T6 LT, R = Kmin/Kmax = konstant
R- Verhältnis
Spannungs-intensität
ΔK [Nmm−2m0,5] m A
R-Verhältnis
Spannungs-intensität
ΔK [Nmm−2m0,5] m A
0,100 3,30
4,50
8,00
32,4
41,61
60,00
15,00
7,52
2,96
12,0
12,0
12,0
1,65789E-19
1,29310E-14
1,67380E-10
4,10031E-24
4,10031E-24
4,10031E-24
0,500 2,00
2,72
4,20
6,50
21,00
29,17
42,50
16,29
3,85
4,87
2,81
12,23
12,23
12,23
1,24322E-16
3,17444E-11
7,41477E-12
3,50674E-10
1,21158E-22
1,21158E-22
1,21158E-22
0,200 2,90
3,80
7,50
29,60
37,98
55,00
18,53
5,87
2,93
12,43
12,43
12,43
2,67965E-20
5,94979E-13
2,22754E-10
2,25338E-24
2,25338E-24
2,25338E-24
0,650 1,50
1,95
2,20
3,55
6,00
15,00
22,18
16,93
4,43
2,39
4,77
3,05
12,00
12,00
1,04285E-14
4,41861E-11
2,20681E-10
1,06838E-11
2,32639E-10
6,08450E-21
6,08450E-21
0,300 2,60
3,40
7,35
26,00
34,49
50,00
18,67
5,24
2,82
12,40
12,40
12,40
1,77471E-19
2,47080E-12
3,06087E-10
8,41151E-24
8,41151E-24
8,41151E-24
0,800 1,00
1,28
1,55
3,50
4,60
9,20
13,48
13,03
4,99
2,50
6,03
3,12
15,93
15,93
9,99999E-12
7,28970E-11
2,16851E-11
2,61124E-12
2,22506E-10
9,83032E-23
9,83032E-23
55
DIN EN 1999-1-3:2011-11
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unge
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e
EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
Tabelle B.1(a) — Ermüdungs-Risswachstumsdaten für EN AW-6005A T6 LT, R = Kmin/Kmax = konstant
R- Verhältnis
Spannungs-intensität
ΔK [Nmm−2m0,5] m A
R-Verhältnis
Spannungs-intensität
ΔK [Nmm−2m0,5] m A
0,100 3,30
4,50
8,00
32,4
41,61
60,00
15,00
7,52
2,96
12,0
12,0
12,0
1,65789E-19
1,29310E-14
1,67380E-10
4,10031E-24
4,10031E-24
4,10031E-24
0,500 2,00
2,72
4,20
6,50
21,00
29,17
42,50
16,29
3,85
4,87
2,81
12,23
12,23
12,23
1,24322E-16
3,17444E-11
7,41477E-12
3,50674E-10
1,21158E-22
1,21158E-22
1,21158E-22
0,200 2,90
3,80
7,50
29,60
37,98
55,00
18,53
5,87
2,93
12,43
12,43
12,43
2,67965E-20
5,94979E-13
2,22754E-10
2,25338E-24
2,25338E-24
2,25338E-24
0,650 1,50
1,95
2,20
3,55
6,00
15,00
22,18
16,93
4,43
2,39
4,77
3,05
12,00
12,00
1,04285E-14
4,41861E-11
2,20681E-10
1,06838E-11
2,32639E-10
6,08450E-21
6,08450E-21
0,300 2,60
3,40
7,35
26,00
34,49
50,00
18,67
5,24
2,82
12,40
12,40
12,40
1,77471E-19
2,47080E-12
3,06087E-10
8,41151E-24
8,41151E-24
8,41151E-24
0,800 1,00
1,28
1,55
3,50
4,60
9,20
13,48
13,03
4,99
2,50
6,03
3,12
15,93
15,93
9,99999E-12
7,28970E-11
2,16851E-11
2,61124E-12
2,22506E-10
9,83032E-23
9,83032E-23
55
DIN EN 1999-1-3:2011-11
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Nds. MBl. Nr. 10 a/2014 Nds. MBl. Nr. 10 a/2014Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
123
55
EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
Tabelle B.1(b) — Ermüdungs-Risswachstumsdaten für EN AW-6005A-T6 LT, Kmax = 10 Nmm–2m0,5 = konstant
R-Verhältnis
Spannungs-intensität
ΔK [Nmm−2m0,5 ] m A
R-Verhältnis
Spannungs-intensität
ΔK [Nmm−2m0,5] m A
0,100 0,85
1,16
1,60
8,00
32,40
41,61
11,09
3,74
2,69
2,96
12, 0
12, 0
6,06810E-11
1,80712E-10
2,96984E-10
1,67380E-10
4,10322E-24
4,10322E-24
0,500 0,85
1,16
1,60
5,55
6,50
21,00
29,17
11,09
3,74
2,70
5,09
2,81
12,20
12,20
6,06910E-11
1,80712E-10
2,95817E-10
4,92250E-12
3,50674E-10
1,20951E-22
1,20951E-22
0,300 0,85
1,16
1,60
6,70
7,35
26,00
34,49
11,09
3,74
2,71
5,52
2,82
12,40
12,40
6,06910E-11
1,80712E-10
2,93585E-10
1,41317E-12
3,06087E-10
8,42100E-24
8,42100E-24
0,650 0,85
1,16
1,60
4,95
6,00
15,00
22,18
11,09
3,74
2,69
4,76
3,05
12,04
12,04
6,06910E-11
1,80712E-10
2,96037E-10
1,08127E-11
2,32639E-10
6,08100E-21
6,08100E-21
0,800 0,85
1,16
1,60
4,15
4,60
9,20
13,48
11,09
3,74
2,72
6,01
3,12
15,93
15,93
6,06910E-11
1,80712E-10
2,92718E-10
2,68983E-10
2,22506E-10
9,81913E-23
9,81913E-23
56
DIN EN 1999-1-3:2011-11
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eNds. MBl. Nr. 10 a/2014 Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
124
Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
56
EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
da/dN [m/Schwingspiel]
Δ K [Nmm–2m0,5]
a) R = 0,1
da/dN [m/Schwingspiel]
Δ K [Nmm–2m0,5]
b) R = 0,8
Bild B.4 — Typische Ermüdungs-Risswachstums-Kurven für verschiedene Knetlegierungen
ANMERKUNG Die Legierungen 2024 TL Ro und 7075 LT Ro werden für Anwendungen im Bereich des Hoch- und Ingenieurbaus nicht empfohlen. Sie dienen hier nur zum Vergleich.
57
DIN EN 1999-1-3:2011-11
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Nds. MBl. Nr. 10 a/2014 Nds. MBl. Nr. 10 a/2014Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
125
57
EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
da/dN [m/Schwingspiel]
Δ K [Nmm–2m0,5]
a) R = 0,1
da/dN [m/Schwingspiel]
Δ K [Nmm–2m0,5]
b) R = 0,8
Bild B.5 — Typische Ermüdungs-Risswachstums-Kurven für verschiedene Gusslegierungen
ANMERKUNG Die Legierungen AC-21100 und AC-211000 werden für Anwendungen im Bereich des Hoch- und Ingenieurbaus nicht empfohlen. Sie dienen hier nur zum Vergleich.
58
DIN EN 1999-1-3:2011-11
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B - S
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eNds. MBl. Nr. 10 a/2014 Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
126
Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
58
EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
da/dN [m/Schwingspiel]
Δ K [Nmm–2m0,5]
a) R = 0,1; Kmax = 10 Nmm–2m0,5
da/dN [m/Schwingspiel]
Δ K [Nmm–2m0,5]
b) R = 0,8; Kmax = 10 Nmm–2m0,5
Bild B.6 — Ermüdungs-Risswachstums-Kurven für verschieden Knetlegierungen
59
DIN EN 1999-1-3:2011-11
© D
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e
Nds. MBl. Nr. 10 a/2014 Nds. MBl. Nr. 10 a/2014Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
127
59
EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
Tabelle B.2 — Ermüdungs-Risswachstumsdaten für Knetlegierungen, R = Kmin/Kmax = konstant
R-Verhältnis Spannungsintensität
ΔK [Nmm–2m0,5]
m A
a) 0,100 1,68
1,89
2,96
4,75
6,70
19,51
28,70
34,50
34,8
4,23
1,94
6,69
2,80
5,96
8,74
8,74
1,47182E-19
4,06474E-11
4,88644E-10
2,95135E-13
4,82538E-10
4,12350E-14
3,57541E-18
3,57541E-18
b) 0,800 0,87
1,24
2,27
3,40
6,44
11,45
10,43
3,33
2,98
4,69
10,8
10,8
4,27579E-11
1,95935E-10
2,60324E-10
3,24644E-11
3,73040E-16
3,73040E-16
ANMERKUNG Diese Werte stammen aus einer oberen Umhüllenden der Kurven in Bild B.4(a) and (b).
Tabelle B.3 — Ermüdungs-Risswachstumsdaten für Gusslegierungen, R = Kmin/Kmax = konstant
R-Verhältnis Spannungsintensität
ΔK [Nmm–2m0,5]
m A
a) 0,100 3,28
3,45
4,60
12,18
23,07
27,30
35,46
11,01
4,37
5,78
19,12
19,12
5,10219E-30
7,18429E-17
1,82159E-12
5,37156E-14
3,47503E-32
3,47503E-32
b) 0,800 1,42
1,76
5,82
8,70
21,24
3,55
18,1
18,1
6,08486E-15
1,34235E-10
1,05480E-21
1,05480E-21
ANMERKUNG Diese Werte stammen aus einer oberen Umhüllenden der Kurven in Bild B.5(a) and (b).
60
DIN EN 1999-1-3:2011-11
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itut f
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B - S
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n / w
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en.d
eNds. MBl. Nr. 10 a/2014 Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
128
Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
60
EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
Tabelle B.4 — Ermüdungs-Risswachstumsdaten für Knetlegierungen, Kmax = 10 Nmm–2m0,5 = konstant
R-Verhältnis Spannungsintensität
ΔK [Nmm–2m0,5]
m A
0,100 0,76
1,26
19,50
28,71
34,48
9,13
2,77
5,95
8,79
8,79
1,21148E-10
5,26618E-10
4,18975E-14
3,07173E-18
3,07173E-18
0,800 0,76
1,22
4,37
6,76
11,45
9,27
2,84
5,28
11,02
11,02
1,27475E-10
4,56026E-10
1,24266E-11
2,12818E-16
2,12818E-16
ANMERKUNG Diese Werte stammen aus einer oberen Umhüllenden der Kurven in Bild B.6(a) and (b).
61
DIN EN 1999-1-3:2011-11
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Nds. MBl. Nr. 10 a/2014 Nds. MBl. Nr. 10 a/2014Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
129
61
EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
a) Y-Wert für einfache Platte; a/b = Risstiefenverhältnis
b) Mk-Wert für Spannungskonzentration an der Nahtübergangsstelle
c) Y-Wert für die Schweißverbindung
Bild B.7 — Anwendung typischer geometrischer Standardlösungen für Y und Mk
62
DIN EN 1999-1-3:2011-11
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eNds. MBl. Nr. 10 a/2014 Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
130
Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
62
EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
Anhang C (informativ)
Versuche für die Ermüdungsbemessung
C.1 Allgemeines
(1) Wo es keine ausreichenden Daten für den vollständigen Nachweis eines Tragwerks durch Berechnungen nach 2.2.1 oder 2.2.2 gibt, sollten zusätzliche Nachweise durch ein spezielles Versuchs-programm erbracht werden. In diesem Fall könnten Versuchsergebnisse aus einem oder mehreren nachfolgender Gründe erforderlich werden:
a) Der vorkommende Last-Zeit-Verlauf oder -Kollektiv, für entweder Einzel- oder Mehrfach-Lasten, ist nicht vorhanden und kann mit praktischen Tragwerksberechnungsmethoden nicht ermittelt werden (siehe 2.3.1 und 2.3.2). Dies könnte insbesondere bei sich bewegenden, hydraulisch oder aerodynamisch belasteten Konstruktionen der Fall sein, wo dynamische Effekte und Resonanzeffekte vorkommen können;
b) die Tragwerksgeometrie ist so komplex, dass Schätzungen für auf die Bauteile wirkenden Kräfte oder lokale Spannungsfelder mit praktischen Berechnungsmethoden nicht ermittelt werden können (siehe 5.2 und 5.4);
c) die Werkstoffe, Abmessungsdetails, oder Herstellungsverfahren von Bauteilen oder Verbindungen sind anders als in den Tabellen der Detailkategorien angegeben;
d) Rissfortschrittsdaten werden bei der schadenstoleranten Bemessung benötigt.
(2) Die Prüfung darf an vollständigen Prototypen, an Tragwerken, die mit dem zu erbauenden Tragwerk gleichwertig sind, oder an ihren Komponenten durchgeführt werden. Die Art aus dem Versuch ermittelter Informationen sollte den Grad berücksichtigen, zu dem die Belastung, Materialien, Konstruktionsdetails und Herstellungsverfahren des Versuchskörpers oder seiner Komponenten das zu erbauende Tragwerk wiedergeben.
(3) Versuchsergebnisse sollten anstatt Standarddaten nur dann verwendet werden, wenn diese unter Verwendung überwachter Prozessbedingungen ermittelt werden und zur Ausführung kommen.
C.2 Ermittlung von Belastungsdaten
C.2.1 Feste Tragwerke unter mechanischen Belastungen
(1) Diese umfassen Tragwerke wie Brücken, Kranbahnen und Maschinenfundamente. Vorhandene ähnliche Tragwerke, die den gleichen Belastungsquellen ausgesetzt sind, dürfen zur Ermittlung von Amplitude, Phase und Frequenz der einwirkenden Lasten benutzt werden.
(2) Beanspruchungs-, Verformungs- oder Beschleunigungsgeber an ausgewählten Bauteilen angebracht, die unter bekannten Lasten geeicht wurden, können den Kräfteablauf über einen typischen Betriebsabschnitt des Tragwerks registrieren, unter Benutzung analoger oder digitaler Datenermittlungsapparaturen. Die Bauteile sollten so gewählt werden, dass die Hauptbelastungsanteile unabhängig voneinander mit Hilfe von Einflussbeiwerten aus den Eichbelastungen abgeleitet werden können.
(3) Alternativ können Kräftemessdosen an den Schnittstellen zwischen der einwirkenden Lasten und dem Tragwerk angebracht, und so ein kontinuierlicher Schrieb mithilfe der gleichen Geräte ermittelt werden.
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(4) Das Massen-, Steifigkeits- und logarithmische Dekrement des Prüftragwerks sollte innerhalb von 30 % des entsprechenden in der endgültigen Bemessung sein und die natürliche Frequenz der Schwingungsformen, die die größten Beanspruchungsschwankungen verursachen, sollte innerhalb von 10 % sein. Ist dies nicht der Fall, so sollte das Belastungsverhalten an einer der endgültigen Bemessung entsprechenden Konstruktion nachtäglich nachgewiesen werden.
(5) Die Frequenzkomponente des während der Betriebsperiode ermittelten Lastkollektivs sollte mit dem Verhältnis der Bemessungslebensdauer über der Betriebsabschnittslebensdauer multipliziert werden, um das endgültige Bemessungskollektiv zu ermitteln. Eine Erhöhung der Intensität oder Frequenzen oder eine statistische Extrapolation von der gemessenen Periode auf die Bemessungslebensdauer sollte ebenfalls nach Bedarf vorgenommen werden.
C.2.2 Feste Tragwerke unter Umweltbelastungen
(1) Diese umfassen Tragwerke wie Maste, Schornsteine und Aufbauten bei off-shore Konstruktionen. Die Methoden der Ermittlung des Belastungskollektivs sind im wesentlichen die gleichen wie in C.2.1, außer dass der Betriebsabschnitt im allgemeinen länger sein muss, um ein repräsentatives Kollektiv der Umweltbelastungen, z. B. aus Wind- oder Welleneinwirkung, zu bekommen. Der Ermüdungsschaden wird oft hauptsächlich durch einem bestimmten Abschnitt des gesamten Belastungskollektivs verursacht, infolge Flüssigkeitsströmung induzierter Resonanzeffekte. Meist hängt dies von der Richtung, Frequenz und Dämpfung sehr stark ab. Aus diesem Grund ist eine große Genauigkeit bei der Simulation von sowohl der Tragwerkseigenschaften (Masse, Steifigkeit, Dämpfung) wie der aerodynamischen Eigenschaften (Querschnittsgeometrie) notwendig.
(2) Es wird empfohlen, die Belastung nachträglich an einem der endgültigen Bemessung entsprechenden Tragwerk nachzuweisen, falls die ursprünglichen Belastungsdaten an Tragwerken ermittelt wurden mit Unterschieden größer als 10 % in natürlicher Frequenz oder Dämpfung oder falls die Querschnittsform nicht identisch ist.
(3) Ein endgültiges Bemessungskollektiv bezüglich Richtung, Intensität und Frequenz der Belastung kann ermittelt werden, wenn man durch Vergleich meteorologischer Beobachtungen während einer typischen Bemessungslebensdauer für das Tragwerk, die Belastungsdaten aus dem beobachteten Betriebsabschnitt passend modifiziert.
C.2.3 Bewegliche Konstruktionen
(1) Diese umfassen Konstruktionen wie fahrende Kräne und andere Konstruktionen auf Rädern, Fahrzeuge und schwimmende Konstruktionen. Bei diesen Konstruktionstypen sollte die Fahrbahngeometrie bezüglich Form und Amplitude von Wellen und Frequenz ausreichend definiert sein, da diese einen signifikanten Einfluss auf dynamische Belastung des Tragwerks ausübt.
(2) Andere Lasteinflüsse wie Be- und Entladungsvorgänge können unter Verwendung der in C.2.1 formulierten Grundlagen gemessen werden.
(3) Laufflächen für ad-hoc Prüfstrecken dürfen für die Ermittlung von Last-Zeit-Verläufen für die Bemessung von Prototypen eingesetzt werden. Lastdaten früherer Tragwerke sollten mit Vorsicht eingesetzt werden, da kleine Änderungen, insbesondere z. B. bei der Bemessung von Laufkatzen, das dynamische Reaktionsverhalten grundlegend verändern können. Es wird empfohlen, die Belastung für die endgültige Bemessung nachzuweisen, wenn kein Ermüdungsfestigkeitsversuch am Großbauteil vorgenommen wird (siehe C.3).
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C.3 Ermittlung der Spannungsdaten
C.3.1 Versuchsergebnisse aus Bauteilen
(1) Sofern bei einfachen Bauteilen die Hauptkomponenten der Kräfte im Bauteil leicht berechnet oder gemessen werden können, wird es treffend sein, Bauteile mit der zu analysierenden Verbindung oder Konstruktionsdetail zu prüfen.
(2) Ein geeigneter Prüfkörper identischer Abmessungen wie in der endgültigen Bemessung sollte entsprechend der vereinfachten geometrischen Spannungsbewertung (siehe Annex D) gemessen werden, durch Anwendung einer passenden Methode wie z. B. Dehnungsmessstreifen mit elektrischem Widerstand, Moiré Netz oder thermoelastischer Verfahren. Die Bauteilenden sollten in ausreichender Entfernung von dem betrachteten Bereich sein, so dass lokale Effekte am Lasteinbringung die Spannungsverteilung an gleicher Stelle nicht beeinflussen. Die Kraftkomponenten und die Spannungsgradienten im betrachteten Bereich sollten identisch mit denen im Gesamttragwerk sein.
(3) Einflussbeiwerte können aus statisch eingesetzten Lasten ermittelt werden, die die Ermittlung der Spannungsverteilung für jede erwünschte Kombination von Lastkomponenten ermöglicht. Falls erforderlich, können die Beiwerte aus verkleinerten Prüfkörpern ermittelt werden, sofern das gesamte Bauteil gleichmäßig verkleinert worden ist.
C.3.2 Versuchsergebnisse aus Tragwerken
(1) Bei bestimmten Tragwerkstypen wie Schalentragwerken könnte es durch die Kontinuität des Konstruktionswerkstoffs nicht praktisch sein, Bauteile mit einfachen Einwirkungen zu isolieren. In einem solchen Fall sollten Spannungsdaten aus Prototypen oder Tragwerken aus der Produktionsserie ermittelt werden.
(2) Ähnliche Messmethoden dürfen angewendet werden wie bei der Bauteilprüfung. Für die häufigste Verwendung wird empfohlen statische Lasten als unabhängige Komponenten anzubringen, so dass die Spannungen durch Anwendung der einzelnen Einflussbeiwerte für den betrachteten Ort miteinander kombiniert werden können. Die Last sollte einen shake-down Zyklus vor Ermittlung der Einflussbeiwerte durchlaufen.
C.3.3 Bestätigung des Spannungs-Zeit-Verlaufs
(1) Die gleiche Methode wie in C.3.2 beschrieben darf für den Nachweis des Spannungs-Zeit-Verlaufs an einer Stelle während der Prototyp-Prüfung unter einer bestimmten Belastung verwendet werden. In diesem Fall sollten Datenermittlungsgeräte wie in C.2.1 verwendet werden, entweder für das Aufnehmen des gesamten Spannungs-Zeit-Verlaufs oder für die Durchführung einer Zyklenzählung. Letztere kann zur Lebensdauerabschätzung verwendet werden, wenn die geeignete Δσ-N Kurve gewählt worden ist.
(2) Eine weitere Option, die bei nicht sicheren Last-Zeit-Verläufen verwendet werden darf, besteht in der dauerhaften Anbringung eines Zyklenzählgerätes an dem Tragwerk im Betrieb.
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C.4 Ermittlung von Lebensdauerdaten
C.4.1 Bauteilprüfung
(1) Wenn Kraftkollektive oder Spannungs-Zeit-Verläufe bekannt sind, kann durch Bauteilversuche die Bemessung kritischer Tragwerksteile bestätigt werden. Das zu prüfende Bauteil sollte in genau den gleichen Abmessungen und nach denselben Verfahren wie das in der endgültigen Ausführung hergestellt werden. All diese Aspekte sollten vor der Herstellung des Prüfbauteils vollständig dokumentiert werden. Zusätzlich sollten die zerstörungsfreien Prüfmethoden und die Abnahmekriterien dokumentiert werden, zusammen mit dem Prüfbericht zur Qualität der zu prüfenden Verbindungen.
(2) Die Probekörper sollten in ähnlicher Weise wie in C.2.1 beschrieben belastet werden. Dehnungsmessstreifen, insbesondere im Fall von Bauteilen, sollten verwendet werden zur Bestätigung, dass die Spannungsschwankungen wie erforderlich vorkommen. Die Anordnung der Dehnungsmessstreifen sollte so sein, dass diese den richtigen Spannungsparameter registrieren. Wenn die Nennspannung registriert wird, sollte der Messstreifen mindestens 10 mm entfernt von allen Schweißnahtübergangsstellen sein. Bei steilen Spannungsgradienten sollte die Verwendung von drei Messstreifen eine Interpolation ermöglichen.
(3) Die Ermittlung von Bemessungslebensdauerwerten durch Versuche sollte den gleichen statistischen Bewertungsverfahren folgen, die in 6.2 zur Ermittlung der Ermüdungsfestigkeitswerte verwendet wurden. Meistens beinhaltet dies eine statistische Bewertung, basierend auf Schätzwerte für die mittlere und Standardabweichung, unter Annahme einer Normalverteilung der beobachteten logarithmischen Lebensdauer-Schwingspielzahl (abhängige Variable) für vorhandene logarithmische Spannungswerte (unabhängige Variable) bzw. einer linearen logΔσ – logN Regressionsanalyse für unterschiedliche Lebensdauerbereiche, siehe Bild 6.1. Dabei wird eine Mittelwert-Regressionslinie oder eine charakteristische Regressionslinie für eine bestimmte Überlebenswahrscheinlichkeit (meistens etwa 97,7 % oder zwei Standardabweichungen vom Mittelwert entfernt) bestimmt. Für Bemessungszwecke wird die letztere parallel zur ersten angenommen. Die oben definierte charakteristische Regressionslinie sollte nicht höher als 80 % des Ermüdungsfestigkeits-Mittelwerts sein. Dies erlaubt für eine breitere Streuung in der Herstellung als normalerweise in einer einzigen Reihe von Ermüdungsproben erwartet wird.
(4) Es sollte im Auge behalten werden, dass dieses vereinfachte Ermittlungsverfahren oft verwendet wird obwohl es bei kleinen Probengrößen möglicherweise unzuverlässig ist. Für entsprechende Korrekturbeiwerte geben die Methoden unter C.4.3 Hinweise.
(5) Für eine schadenstolerante Bemessung sollte ein Protokoll des Ermüdungsrisswachstums mit Anzahl der Schwingspiele aufgenommen werden.
(6) Alternativ, wenn der Bemessungsspannungs-Zeit-Verlauf bekannt und eine Prüfmöglichkeit mit variabler Amplitude vorhanden ist, darf der Prüfkörper mit dem Spannungs-Zeit-Verlauf ohne den entsprechenden Sicherheitsbeiwert geprüft werden.
C.4.2 Großbauteilprüfung (1) Die Großbauteilprüfung (Prüfung von Tragwerken im Originalmaßstab) darf unter tatsächlichen Betriebsbedingungen oder in einer Prüfeinrichtung vorgenommen werden, wobei die Prüflastkomponenten hydraulisch oder durch andere Methoden aufgebracht werden.
(2) Die angewandten Lasten sollten nicht höher als die Nennlasten sein.
(3) Wenn die Betriebslasten auf zufällige Weise zwischen Grenzwerten variieren, sollten diese in Vereinbarung zwischen Lieferanten und Erwebenden durch eine äquivalente Lastenfolge repräsentiert werden.
(4) Alternativ sollten die Prüflasten gleich den mit keinem Beiwert erhöhten Lasten sein.
(5) Die Lastanbringung auf die Probe sollte für das Tragwerk oder Bauteil genau die während des Betriebs erwarteten Bedingungen hervorrufen.
(6) Die Prüfung sollte bis zum Bruch oder Unvermögen der Probe die Gesamtprüflast aufzunehmen, infolge eingetretenen Schadens, fortgesetzt werden.
(7) Die Anzahl der angebrachten Prüflast(en)wiederholungen bis zum Versagen sollte genau gezählt und zusammen mit Beobachtungen des Rissfortschritts aufgenommen werden.
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C.4.3 Akzeptanzkriterien
(1) Das Akzeptanzkriterium hängt davon ab, ob das Tragwerk entsprechend dem Konzept der sicheren Lebensdauer, siehe unten auf (2) bis (7), oder entsprechend dem der Schadenstoleranz ausgelegt werden soll, siehe unten auf (11).
(2) Für die Akzeptanz einer schwingbruchsicheren Bemessung sollte die Lebensdauer bis zum Versagen aus Versuchsergebnissen, nach einer Anpassung entsprechend der vorhandenen Probenzahl, nicht kleiner sein als die nach A.2.1 definierte Bemessungslebensdauer und zwar folgendermaßen:
FTT m
L = (C.1)
Dabei ist
TL die Bemessungslebensdauer (in Schwingspielen);
Tm der Mittelwert der Lebensdauer zum Versagen nach Versuchen bestimmt (in Schwingspielen);
F der Ermüdungsversuch-Beiwert, abhängig von der tatsächlich vorhandenen Anzahl der Versuchs-ergebnisse, wie in Tabelle C.1 definiert.
(3) Bei der Abschätzung von Werten für den Beiwert F werden die folgenden allgemeinen statistischen Prinzipien und Annahmen angewandt. Ein charakteristischer statistischer Wert wird durch den folgenden Ausdruck ermittelt:
σμ Kx −=c (C.2)
wobei K von der Wahrscheinlichkeitsverteilung und der erforderlichen Überlebenswahrscheinlichkeit abhängt bei einer statistischen Verteilung mit dem Mittelwert µ und der Standardabweichung σ. In der Praxis können nur Schätzungen für den Mittelwert und der Standardabweichung errechnet werden, d. h. xm und s entsprechend, für einen Versuchsumfang n. Entsprechend sollten Korrekturbeiwerte angewandt werden, die die Konfidenzintervalle sowohl für den Mittewert wie für die Varianz (oder Standardabweichung) ausdrücken. Die vorhergehende Beziehung kann dann folgendermaßen ausgedruckt werden:
xc = xm − k s (C.3)
Dabei ist
k = k1 k2 + k3
k1 der theoretische Wert der Verteilung, der zu einer bestimmten Überlebenswahrscheinlichkeit gehört;
k2 die Korrektur für das Konfidenzintervall der Standardabweichung;
k3 die Korrektur für das Konfidenzintervall des Mittelwerts;
k2 und k3 sind abhängig von der Standardabweichung s, dem Versuchsumfang n, und dem vorgeschriebenen Konfidenzniveau.
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Im Allgemeinen ist
n
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)1,2/1(2
)1,2/()2/1(321
−−
−− +=+= α
αα
χ (C.4)
Dabei ist
n der Versuchsumfang;
α das Konfidenzniveau oder der Wert der Wahrscheinlichkeit (im Fall der Normalverteilung);
z(1-α/2) der Wert der Normal-Wahrscheinlichkeitsverteilung bei einer vorgegebenen Versagenswahr-scheinlichkeit von (1–α/2), entsprechend einer beiderseitigen Wahrscheinlichkeit von (1–α);
χ2(α/2,n-1) der Wert der Chi-Quadrat-Wahrscheinlichkeitsverteilung bei einem vorgegebenen Konfidenzintervall von α/2 und n-1 Freiheitsgrade;
t(1-α/2,n-1) der Wert der t-Wahrscheinlichkeitsverteilung für eine vorgegebene Wahrscheinlichkeit von (1–α/2), entsprechend einer beiderseitigen Wahrscheinlichkeit von (1–α) und n–1 Freiheitsgraden.
Im Rahmen dieser Regeln werden die folgenden Annahmen gemacht:
⎯ Der Wert der Standardabweichung ist aus vorherigen Erfahrung bekannt, d. h. dieser basiert auf einen ausreichend großen Versuchsumfang;
⎯ dies erlaubt für k2 den Wert gleich 1 zu setzen;
⎯ ausreichende Kenntnis über die herrschende Verteilung ist vorhanden oder es gibt keine signifikante Abweichung von der Normalverteilung; und
⎯ bei der Korrektur für das Konfidenzintervall des Mittelwerts darf die t-Verteilung durch die Normalverteilung ersetzt werden.
(4) Beim allgemeinen Fall von mehreren Proben, die alle bis zum Versagen untersucht werden, wird dann der Ausdruck (C.3) zu
n
zzkkk )2/1(
)2/1(31α
α−
− +=+= (C.5)
(5) Im Fall von mehreren gleichzeitig geprüften Proben bis zum Versagen der ersten Probe, um den Wert k abzuschätzen, wird angenommen, dass
⎯ Die sich ergebende Lebensdauer der ersten Probe – entspricht TL aus dem Ausdruck (C.1) – befindet sich auf der oberen Grenze der entsprechenden Verteilung;
⎯ die erforderliche Lebensdauer oder Bemessungslebensdauer – entspricht Tm aus dem Ausdruck (C.1) – befindet sich auf der unteren Grenze der entsprechenden Verteilung.
Die untere Grenze wird bestimmt aus xm − k1 s, mit k1 entsprechend dem Ausdruck in (C.4). Die obere Grenze bestimmt sich wird entsprechend aus xm + k4 s bestimmt. Der zugehörige Wert von k4 wird mit der Annahme bestimmt, dass wenn die Überlebenswahrscheinlichkeit von einer Probe, beim Versagen an der entsprechenden Lebensdauer, gleich P ist, so wird die Überlebenswahrscheinlichkeit von n Proben auf dem gleichen Niveau gleich Pn sein. Um auf der sicheren Seite zu sein wird ein ausreichend niedriger Wert von
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Im Allgemeinen ist
n
tnzkkkk n
n
)1,2/1(2
)1,2/()2/1(321
−−
−− +=+= α
αα
χ (C.4)
Dabei ist
n der Versuchsumfang;
α das Konfidenzniveau oder der Wert der Wahrscheinlichkeit (im Fall der Normalverteilung);
z(1-α/2) der Wert der Normal-Wahrscheinlichkeitsverteilung bei einer vorgegebenen Versagenswahr-scheinlichkeit von (1–α/2), entsprechend einer beiderseitigen Wahrscheinlichkeit von (1–α);
χ2(α/2,n-1) der Wert der Chi-Quadrat-Wahrscheinlichkeitsverteilung bei einem vorgegebenen Konfidenzintervall von α/2 und n-1 Freiheitsgrade;
t(1-α/2,n-1) der Wert der t-Wahrscheinlichkeitsverteilung für eine vorgegebene Wahrscheinlichkeit von (1–α/2), entsprechend einer beiderseitigen Wahrscheinlichkeit von (1–α) und n–1 Freiheitsgraden.
Im Rahmen dieser Regeln werden die folgenden Annahmen gemacht:
⎯ Der Wert der Standardabweichung ist aus vorherigen Erfahrung bekannt, d. h. dieser basiert auf einen ausreichend großen Versuchsumfang;
⎯ dies erlaubt für k2 den Wert gleich 1 zu setzen;
⎯ ausreichende Kenntnis über die herrschende Verteilung ist vorhanden oder es gibt keine signifikante Abweichung von der Normalverteilung; und
⎯ bei der Korrektur für das Konfidenzintervall des Mittelwerts darf die t-Verteilung durch die Normalverteilung ersetzt werden.
(4) Beim allgemeinen Fall von mehreren Proben, die alle bis zum Versagen untersucht werden, wird dann der Ausdruck (C.3) zu
n
zzkkk )2/1(
)2/1(31α
α−
− +=+= (C.5)
(5) Im Fall von mehreren gleichzeitig geprüften Proben bis zum Versagen der ersten Probe, um den Wert k abzuschätzen, wird angenommen, dass
⎯ Die sich ergebende Lebensdauer der ersten Probe – entspricht TL aus dem Ausdruck (C.1) – befindet sich auf der oberen Grenze der entsprechenden Verteilung;
⎯ die erforderliche Lebensdauer oder Bemessungslebensdauer – entspricht Tm aus dem Ausdruck (C.1) – befindet sich auf der unteren Grenze der entsprechenden Verteilung.
Die untere Grenze wird bestimmt aus xm − k1 s, mit k1 entsprechend dem Ausdruck in (C.4). Die obere Grenze bestimmt sich wird entsprechend aus xm + k4 s bestimmt. Der zugehörige Wert von k4 wird mit der Annahme bestimmt, dass wenn die Überlebenswahrscheinlichkeit von einer Probe, beim Versagen an der entsprechenden Lebensdauer, gleich P ist, so wird die Überlebenswahrscheinlichkeit von n Proben auf dem gleichen Niveau gleich Pn sein. Um auf der sicheren Seite zu sein wird ein ausreichend niedriger Wert von
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Pn = c definiert und k4 wird aus der Normalverteilung bei c1/n Wahrscheinlichkeit bei entsprechenden Werten n errechnet.
Der Beiwert k wird dann errechnet aus
P)2/1(21 zzkkk +=+= −α (C.6)
(6) Aus dem Ausdruck (C.1) wird der folgende Ausdruck ermittelt:
log TL = log Tm – log F (C.7)
der beim Vergleich zum Ausdruck (C.2) folgendes ergibt
log F = k s (C.8)
oder
F = 10 ks (C.9)
und F aus Tabelle C.1.
(7) Der Wert der Standardabweichung muss abgeschätzt werden. Vorherige Erfahrung mit ähnlichen Konstruktionsfällen liefert zuverlässigere Werte. Vorhandene Daten (Literatur in C.1 und C.2) für verschiedene geschweißte Konstruktionsdetails in Aluminium ergeben einen Bereich verschiedener Werte slogΔσ für die Standardabweichung. Für eine entsprechende durchschnittliche Neigung von m = 4 für die Regressionslinie können diese zu entsprechenden slogN Werten transformiert werden, für den Lebensdauerbereich bis zum Grenzwert von 5 × 106 Schwingspielen für die Dauerfestigkeit bei konstanter Amplitude der Beanspruchung. Für Lebensdauerwerte bis zu 108 Schwingspielen kann es zweckmäßig sein, entsprechend der Neigung von m + 2, größere Werte der Streuung zu benutzen. Man braucht spezielle Überlegungen über dieser Grenze hinaus.
(8) Die Werte für F, errechnet auf der Grundlage der oben beschriebenen statistischen Verhältnisse, werden in Tabelle C.1 angegeben und gelten für identische Proben, die alle bis zum Versagen untersucht werden.
(9) Die Werte in Tabelle C.1 basieren auf einer Überlebenswahrscheinlichkeit von 95 % und einem Konfidenzniveau von 0,95 für die Normalverteilung und einem Wert von slogN = 0,18 für die Standard-abweichung. Im Fall des Versagens der ersten Probe wird ein Wert der Überlebenswahrscheinlichkeit von Pn = 5 % angenommen.
(10) Kriterien für die Korrektur der gemessenen Lebensdauer und für die Abnahme werden von Anwendung zu Anwendung verschieden sein und sollten mit dem für die Abnahme verantwortlichen Ingenieur vereinbart werden.
(11) Die Akzeptanz einer schadenstoleranten Bemessung hängt von der Lebensdauer ab, bei der ein Riss eine Länge erreicht, welche bei einer während des Betriebs anwendbaren Inspektionsmethode erfasst werden könnte. Diese hängt auch ab, von der Rissgeschwindigkeit, von der Bedeutung kritischer Risslängen und von den Folgen für die Restsicherheit der Konstruktion und den Reparaturkosten.
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Pn = c definiert und k4 wird aus der Normalverteilung bei c1/n Wahrscheinlichkeit bei entsprechenden Werten n errechnet.
Der Beiwert k wird dann errechnet aus
P)2/1(21 zzkkk +=+= −α (C.6)
(6) Aus dem Ausdruck (C.1) wird der folgende Ausdruck ermittelt:
log TL = log Tm – log F (C.7)
der beim Vergleich zum Ausdruck (C.2) folgendes ergibt
log F = k s (C.8)
oder
F = 10 ks (C.9)
und F aus Tabelle C.1.
(7) Der Wert der Standardabweichung muss abgeschätzt werden. Vorherige Erfahrung mit ähnlichen Konstruktionsfällen liefert zuverlässigere Werte. Vorhandene Daten (Literatur in C.1 und C.2) für verschiedene geschweißte Konstruktionsdetails in Aluminium ergeben einen Bereich verschiedener Werte slogΔσ für die Standardabweichung. Für eine entsprechende durchschnittliche Neigung von m = 4 für die Regressionslinie können diese zu entsprechenden slogN Werten transformiert werden, für den Lebensdauerbereich bis zum Grenzwert von 5 × 106 Schwingspielen für die Dauerfestigkeit bei konstanter Amplitude der Beanspruchung. Für Lebensdauerwerte bis zu 108 Schwingspielen kann es zweckmäßig sein, entsprechend der Neigung von m + 2, größere Werte der Streuung zu benutzen. Man braucht spezielle Überlegungen über dieser Grenze hinaus.
(8) Die Werte für F, errechnet auf der Grundlage der oben beschriebenen statistischen Verhältnisse, werden in Tabelle C.1 angegeben und gelten für identische Proben, die alle bis zum Versagen untersucht werden.
(9) Die Werte in Tabelle C.1 basieren auf einer Überlebenswahrscheinlichkeit von 95 % und einem Konfidenzniveau von 0,95 für die Normalverteilung und einem Wert von slogN = 0,18 für die Standard-abweichung. Im Fall des Versagens der ersten Probe wird ein Wert der Überlebenswahrscheinlichkeit von Pn = 5 % angenommen.
(10) Kriterien für die Korrektur der gemessenen Lebensdauer und für die Abnahme werden von Anwendung zu Anwendung verschieden sein und sollten mit dem für die Abnahme verantwortlichen Ingenieur vereinbart werden.
(11) Die Akzeptanz einer schadenstoleranten Bemessung hängt von der Lebensdauer ab, bei der ein Riss eine Länge erreicht, welche bei einer während des Betriebs anwendbaren Inspektionsmethode erfasst werden könnte. Diese hängt auch ab, von der Rissgeschwindigkeit, von der Bedeutung kritischer Risslängen und von den Folgen für die Restsicherheit der Konstruktion und den Reparaturkosten.
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Tabelle C.1 — Ermüdungsversuchs-Beiwert F
Anzahl der untersuchten Proben n Versuchsergebnisse
1 2 3 4 5 6 8 10 15 20 30 100
Identische Proben, alle bis zum Versagen geprüft.
3,91 3,20 2,93 2,78 2,68 2,61 2,52 2,45 2,36 2,30 2,24 2,12
Identische Proben, alle gleichzeitig geprüft. Erste Probe versagt.
3,91 2,71 2,27 2,03 1,88 1,77 1,61 1,51 1,36 1,26 1,15 0,91
C.5 Rissfortschrittsdaten
Hinweise für die Ermittlung von Risswachstumsdaten werden in Anhang B gegeben.
C.6 Berichterstattung
(1) Beim Abschluss eines jeden Versuchs, durchgeführt in Anlehnung an diesem Abschnitt, sollte ein Zertifikat ausgestellt werden, folgende Information enthaltend:
a) Name und Adresse der Prüfanstalt;
b) Akkreditierungsangaben für die Prüfanstalt (wo angebracht);
c) Prüfdatum;
d) Name(n) der Person(en), die für die Prüfung verantwortlich sind;
e) Beschreibung der untersuchten Probe durch
1) Verweis auf Seriennummer wo möglich; oder
2) Verweis auf Zeichnungsnummer(n) wo möglich; oder
3) Beschreibung durch Skizzen oder Diagramme; oder
4) Bildaufnahmen;
f) Beschreibung der aufgebrachten Lastanordnungen samt Verweise auf weitere Europäische Normen, wo zweckmäßig;
g) Aufzeichnung der Lastereignisse und der gemessenen Reaktionen auf Belastung, d. h. Durchbiegungen, Dehnung, Lebensdauer;
h) Summe der Lasten und Deformationen und Spannung an kritischen Punkten für die Abnahme der Konstruktion;
i) Aufzeichnung der Lebensdauer und Versagensart;
j) Aufzeichnung der beobachteten Punkte mit Verweis auf e) 2 bis 4) oben;
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k) Notierung jedes beobachteten in Bezug auf Sicherheit oder Gebrauchstauglichkeit relevanten Verhaltens des Prüfobjekts, d. h. Art und Ort der Risse im Ermüdungsprüfung;
l) Aufzeichnung der Umweltbedingungen zur Versuchszeit, wo relevant;
m) Bescheinigung einer akkreditierten Kalibrierstelle für alle eingesetzten Messgeräte;
n) Erklärung über Zweck oder Ziele der Prüfung;
o) Aussage über Entsprechung oder Nichtentsprechung mit relevanten Abnahmekriterien wo geeignet;
p) Aufzeichnung der Namen und der Funktion der für die Prüfung und Aufstellung des Berichts zuständigen Personen;
q) Seriennummer des Berichts und Ausstellungsdatum.
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Anhang D (informativ)
Spannungsanalyse
D.1 Anwendung von Finiten-Elementen für die Ermüdungsanalyse
D.1.1 Elementtypen
D.1.1.1 Balkenelemente
(1) Balkenelemente werden hauptsächlich für die Analyse von Nennspannungen in Rahmen und ähnlichen Tragwerken verwendet. Ein konventionelles Balkenelement für die Analyse von dreidimensionalen Rahmen hat 6 Freiheitsgrade an jedem Endknoten: drei Verschiebungen und drei Rotationen. Dieses Element kann das Torsionsverhalten nur in solchen Fällen korrekt beschreiben, in denen der Querschnitt gegen Verwölbung nicht anfällig ist oder eine Verwölbung sich frei entwickeln kann. Eine Analyse der Wölbspannungen ist unmöglich, wenn offene dünnwandige Tragwerke analysiert werden.
(2) Meist sind die Balkenelemente an den Knotenpunkten steif miteinander verbunden. Alternativ können auch frei drehbare Verbindungen spezifiziert werden. In vielen Tragwerken sind die Verbindungen jedoch halbsteif. Zusätzlich ist in Rohrverbindungen die Steifigkeit ungleichmäßig verteilt, was weitere Biegemomente verursacht. Solche Konstruktionsmerkmale verlangen ausgefeilteres Modellieren als nur mit steifen oder frei drehbaren Verbindungen.
D.1.1.2 Membranelemente
(1) Membranelemente sind für das Modellieren in der Ebene beanspruchter Plattenkonstruktionen vorgesehen. Sie können keine Schalenbiegespannungen behandeln. Drei- oder viereckige Plattenelemente sind geeignet für die Berechnung von Membrannennspannungsfeldern in großen ausgesteiften Plattenkonstruktionen.
D.1.1.3 Dünne Schalenelemente
(1) Finite-Elemente Programme beinhalten verschiedene Typen von dünnen Schalenelementen. Diese umfassen flache Elemente, Elemente mit einfacher oder zweifacher Krümmung. Die Deformationsfelder werden meist linear (4-Knoten-Element) oder parabolisch (8-Knoten-Element) formuliert. Im Allgemeinen sind dünne Schalenelemente geeignet für die Berechnung der elastischen Strukturspannungen nach der Schalentheorie. Die Spannung in der Mittelebene ist der Membranspannung gleich, die Spannungen in der oberen und unteren Oberfläche sind superponierte Membran- und Schalenbiegespannungen.
(2) Dünne Schalenelemente können nur die Mittelebenen der Platten modellieren. Die tatsächliche Materialdicke wird nur als eine Eigenschaft für das Element angegeben. Es gibt auch dünne Schalenelemente mit abnehmender Dicke, die beispielsweise für das Modellieren von Tragwerken aus Gussbauteilen geeignet sind. Der wichtigste Nachteil von dünnen Schalenelementen ist, dass diese die wahre Steifigkeit und Spannungsverteilung innerhalb und in der Umgebung der Schweißzone sich kreuzender Schalen nicht modellieren können.
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D.1.1.4 Dicke Schalenelemente
(1) Einige Finite-Elemente Pakete beinhalten auch so genannte dicke Schalenelemente. Diese erlauben die Erfassung von Schubquerdeformationen in Dickenrichtung der Schale. Dicke Schalenelemente funktionieren besser als dünne Schalenelemente in bspw. solchen Konstruktionsdetails, bei denen die Entfernung zwischen benachbarten Schalenkreuzungen kurz ist und dies zu signifikanten Schubspannungen führt.
D.1.1.5 Elemente mit ebenem Dehnungszustand
(1) Manchmal ist es nützlich, lokale Spannungsfelder um Kerben mit einem 2-D Modell zu studieren. Ein Querschnitt von der Einheitsdicke kann dann als zweidimensionale Struktur mit Hilfe von Elementen mit ebenem Dehnungszustand modelliert werden.
D.1.2 Weitere Hinweise für die Anwendung finiter Elemente
(1) Kontinuumselemente sind für das Modellieren von Strukturen mit dreidimensionalen Spannungs- und Dehnungsfeldern notwendig. Gekrümmte isoparametrische 20-Knoten-Elemente sind im Allgemeinen die geeignetsten. In geschweißten Bauteilen sind diese manchmal für das Modellieren der Kreuzungszone von Platten oder Schalen erforderlich.
(2) Kontinuumselemente mit linearer Verformung werden wegen unzureichender Konvergenz bei einer Netzverfeinerung nicht empfohlen.
3) Vollwandige Bauteile mit Form eines vierseitigen Tetraeders und zehn Knoten sind sehr effektiv in der automatischen Netzbildung und haben ein gutes Konvergenzverhalten.
D.2 Spannungskonzentrationsbeiwerte
(1) Werte für Spannungskonzentrationsbeiwerte und Kerbfaktoren für üblich vorkommende Geometrien können aus veröffentlichten Daten entnommen werden (siehe Literaturangaben D.1 und D.2).
(2) Typische Werte von Kgt für Eckradien in flachen Plattenelementen werden in Bild D.1 angegeben.
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Legende 1 Freie Kante 2 Wirkrichtung der Spannung
a) Ermüdungs-Spannungskonzentrations-Beiwert K bezogen auf Nennspannung am Punkt x für nicht verstärkte Öffnungen
Legende 1 Länge der geraden Strecke > 2r; 2 Wirkrichtung der Spannung
b) Ermüdungs-Spannungskonzentrations-Beiwert K bezogen auf Nennspannung am Punkt x für Ausrundungen an Querschnittsübergängen
Bild D.1 — Typische Spannungskonzentrationsbeiwerte für Eckenausrundungen in flachen Platten
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D.3 Ermüdungsbegrenzung bei wiederholtem lokalem Beulen
(1) Die Schlankheit der Plattenelemente sollte begrenzt werden, um wiederholtes lokales Beulen, das an oder vor Kanten-Anschlüssen zur Ermüdung führen könnte, zu vermeiden.
(2) Übermäßiges wiederholtes örtliches Beulen darf vernachlässigt werden, wenn die folgende Anforderung erfüllt ist:
1,11,1 2
Ex
serEd,x,2
E
serEd,x, ≤⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛
στ
σσ
σ kk (D.1)
Dabei sind
σx,Ed,ser, τx,Ed,ser die Spannungen für die häufige Lastkombination;
kσ , kx die linearen elastischen Beulwerte unter Annahme von frei dehnbaren Kanten beim Plattenelement;
σE = 0,904 E (tw/bw)2
tw, bw die Dicke und die Tiefe des Stegbleches.
ANMERKUNG In der Literatur kann der Begriff „Stegatmen“ vorkommen, der gleichbedeutend ist mit wiederholten lokalen Beulen.
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Anhang E (informativ)
Klebeverbindungen
(1) Die Bemessung von Klebeverbindungen sollte Folgendes berücksichtigen:
⎯ Abschäl-Einwirkung sollte zu einem Minimum reduziert werden;
⎯ Spannungskonzentrationen sollten zu einem Minimum reduziert werden;
⎯ Beanspruchungen im Grundmaterial sollten unterhalb der Dehngrenze bleiben;
⎯ Chemische Umwandlung oder Anodisieren der Oberflächen verbessert die Haftung im Vergleich zu Entfetten oder mechanischer Aufrauhung (Abrieb);
⎯ aggressive Umgebungsbedingungen verkürzen meistens die Ermüdungslebensdauer.
(2) Für Überlappverbindungen, die an der Kleberschicht versagen, sollte die effektive Scherspannungs-schwingbreite Δτ aus der auf der Breite der Verbindung bezogenen Kraft dividiert durch die effektive Überlapplänge Ladh, bestimmt werden, dabei ist:
Ladh = Überlapplänge L mit L ≤ 15 mm
Ladh = 15 mm bei L > 15 mm
(3) Der Referenzwert der Ermüdungsfestigkeit einer geklebten Doppel-Überlappverbindung, die in der Überlapplinie versagt wird durch die Gleichung
Δτc,adh = kc,adh × fv,adh (E.1)
definiert, dabei ist:
kc,adh der Wert des Ermüdungsfestigkeitsbeiwertes der Klebeverbindung kadh bei NC = 2 × 106 Schwingspiele;
fv,adh die charakteristische Scherfestigkeit des Klebers, ermittelt durch einen statischen Standard-scherversuch an einer Überlappverbindung ist (siehe EN 1999-1-1).
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Tabelle E.1 — Klebeverbindungen
Produktformen
Konstruktionsdetail Detail-kategorie
Rissentstehungsstelle
Spannungs-analyse
Ausführungs-bedingungen
0,11 fv,adh Walz-, Stranggepresste- und Schmiedeprodukte
Spannung quer zur Vorderkante
Maschinelle Bearbeitung nur mit schnelllaufender Fräse
m1 = 6
Ein- und Zweikomponenten-Epoxidharze,
Überlappverbindung, Dicke des dünneren Teils ≤ 8 mm
Spannungs-Spitze an der Vorderkante
Oberflächenvorbereitung: Entfetten oder Chromatierung
m2 = 6
Exzentrizität der Kräfteführung darf nur in Doppel-Überlapp-Verbindungen vernachlässigt werden
Zusammenbau: Klebschichtdicke innerhalb der durch die Scherfestigkeitsprüfung festgelegten Toleranzen
In der Klebefuge an der Vorderkante
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EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
Spannungsschwingbreite [N/mm2]
Anzahl der Spannungsschwingspiele [Ν]
Ermüdungs-Scherfestigkeits-Kurve: 3,85-6 Einkomponenten-, warmhärtendes, modifiziertes Epoxidharz, fv,adh = 35 N/mm2
Ermüdungs-Scherfestigkeits-Kurve: 2,75-6 Zweikomponenten-, kalthärtendes, modifiziertes Epoxidharz, fv,adh = 25 N/mm2
Ermüdungs-Scherfestigkeits-Kurve: 2,20-6 Zweikomponenten-, kalthärtendes, modifiziertes Acryl, fv,adh = 20 N/mm2
Bild E.1 — Δτadh-N Kurve für Klebeverbindungen
Tabelle E.2 — Numerische Werte für kadh (=Δτ/fv,adh) bei Klebeverbindungen
Detailkategorie (N = 2 × 106) N = 105 ND = 5 × 106 NL = 108
Δτc,adh/fv,adh m1 Δτ/fv,adh ΔτD/fv,adh ΔτL/fv,adh
0,11 6 0,181 0,094 0,065
(4) Die Grundbeziehung für die Ermüdungsbemessung für eine Lebensdauer im Bereich zwischen 105 und 5 × 106 Schwingspielen oder im Bereich zwischen 5 × 106 und 108 Schwingspielen ist entsprechend 6.2.1 (2) bzw. 6.2.1 (4) in diesem Dokument definiert.
(5) Die Bemessungswerte der Ermüdungsfestigkeit für Klebeverbindungen sollten einen Teilsicherheits-beiwert γMf zu den oben angegebenen Festigkeitswerten anwenden.
ANMERKUNG Der Teilsicherheitsbeiwert γMf für bestimmte Konstruktionsdetail-Typen darf im Nationalen Anhang definiert werden. Der Wert von γMf = 3,0 wird empfohlen.
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(6) Versuche unter repräsentativen Verhältnissen von Geometrie, Güte der Ausführung und Umgebung werden bei entscheidenden Anwendungen empfohlen.
(7) Ermüdungsdaten für Klebeverbindungen gelten nur innerhalb eines Temperaturbereichs von – 20 °C bis + 60 °C.
ANMERKUNG Die angegebenen Temperaturgrenzen basieren auf vorliegenden Versuchsdaten. Andere Werte dürfen im Nationalen Anhang festgelegt werden, wenn sie durch Versuche entsprechend Anhang C bestätigt werden.
(8) Keine Toleranz sollte für den Einfluss der Mittelspannung hingenommen werden ohne Bestätigung durch Versuche (siehe Anhang C).
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EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
Anhang F (informativ)
Bereich der Kurzzeitfestigkeit
F.1 Einleitung
(1) Wo signifikanter Schaden durch hohe Spannungsschwingbreiten verursacht wird, die in weniger als 105 Schwingspielen auftreten, könnten die in 6.2 angegebenen Δσ-N Kurven für bestimmte Konstruktionsdetails und R-Verhältnisse unnötig konservativ sein. Die unten angegebenen Daten dürfen zu einer genaueren Lebensdauer-Abschätzung eingesetzt werden.
F.2 Modifikation der Δσ-N Kurven
(1) Für die Lebensdauer zwischen 103 und 105 Schwingspielen darf die Ermüdungsfestigkeitskurve wie folgt definiert werden:
5/
MfFfi
ci 10201 10
0××⎟⎟
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ΔΔ
= mmm
Nγγσ
σ (F.1)
Dabei ist
Ni berechnete Schwingspielzahl zum Versagen auf einer Spannungsschwingbreite Δσi;
Δσc Bezugswert der Ermüdungsfestigkeit bei 2 × 106 Schwingspielen in Abhängigkeit von der Detailkategorie;
Δσi Spannungsschwingbreite für die Hauptspannungen beim Detail, und ist konstant für alle Schwingspiele;
m0 logarithmische Neigung der Δσ-N Kurve im Bereich von 103 und 105 Schwingspielen, abhängig von der Detailkategorie, Legierung und R-Wert;
m1 logarithmische Neigung der Δσ-N Kurve, abhängig von der Detailkategorie;
γFf Teilsicherheitsbeiwert für die Berücksichtigung von Unsicherheiten im Belastungskollektiv und Analyse des Tragwerksverhaltens (siehe 2.4);
γMf Teilsicherheitsbeiwert für Unsicherheiten bei Werkstoffen und der Ausführung (siehe 6.2.1(2)).
F.3 Versuchsergebnisse
(1) Tabelle F.1 gibt Werte von m0 für einige ausgewählte Details in bestimmten Knetlegierungsprodukten an, die aus Versuchsergebnissen ermittelt worden sind.
ANMERKUNG 1 Für R-Verhältnisse zwischen R = –1 und R = 0 darf ein linear interpolierter Wert der Neigung m0 verwendet werden.
ANMERKUNG 2 Der R-Wert darf nur auf den angewandten Spannungen basieren ohne Berücksichtigung der Eigenspannungen.
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EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
Tabelle F.1 — Werte für m0
m0 Typ-Nr.
Detail Kategorie-
Tabelle Legierungen Produktformen
R = –1 R ≥ 0
1.1 J.1 7020 Bleche, Platten und einfache Strangpressprofile
5,0 m1
1.2 6000 Seriea Bleche, Platten und einfache Strangpressprofile
4,0 m1
1.3 7020 Geformte Strangpressprofile 4,0 m1
1.4 6000 Seriea Geformte Strangpressprofile 4,0 m1
7.6 J.7 und J.9 EN 1999-1-1, Tabelle 3.1a 1) 3,0 m1
9.1 3,0 m1
9.2 3,0 m1
9.3 3,0 m1
9.4 3,0 m1
15.1 J.15 7020 EN 1999-1-1, Tabelle 3.1a 3,3 m1
15.2 7020 3,3 m1
a Ausnahmen - siehe 3(1)
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EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
Anhang G (informativ)
Einfluss des R-Verhältnisses
G.1 Erhöhung der Ermüdungsfestigkeit
(1) Für angewandte Spannungsverhältniswerte niedriger als R = +0,5 darf ein erhöhter Bezugswert der Ermüdungsfestigkeit ΔσC(R) anstelle ΔσC wie folgt benutzt werden:
ΔσC(R) = f(R) ΔσC (G.1)
Dabei ist
f(R) der Erhöhungsbeiwert in Abhängigkeit vom R-Verhältnis und vom Komponent- und Konstruktionsdetail-Typ, wie unten in G.2. angegeben.
ANMERKUNG Gezogene Rohre und geformte Profile (gefaltet; gewalzt) könnten Eigenspannungen haben, die nicht vernachlässigbar sind, so dass eine Erhöhung im Sinne dieses Anhangs nicht zulässig ist.
G.2 Fälle, die erhöht werden
G.2.1 Fall 1
(1) Dieser betrifft Entstehungsstellen im Grundwerkstoff und Knetprodukte in Konstruktionselementen weit entfernt von Verbindungen.
(2) Zusätzlich zu den vorkommenden Spannungen sollten Vorbelastungen oder Montagetoleranzen berücksichtigt werden.
(3) Die Zahlenwerte für den Erhöhungsbeiwert f(R) werden durch
f(R) = 1,2 – 0,4R (G.2)
angegeben, siehe auch Tabelle G.1 und Bild G.1.
Tabelle G.1 — Werte von f(R) für Fall 1
R f(R)
≤ −1 1,6
> −1
< +0,5
1,2 − 0,4R
≥ +0,5 1,0
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DIN EN 1999-1-3:2011-11 ©
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EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
Anhang G (informativ)
Einfluss des R-Verhältnisses
G.1 Erhöhung der Ermüdungsfestigkeit
(1) Für angewandte Spannungsverhältniswerte niedriger als R = +0,5 darf ein erhöhter Bezugswert der Ermüdungsfestigkeit ΔσC(R) anstelle ΔσC wie folgt benutzt werden:
ΔσC(R) = f(R) ΔσC (G.1)
Dabei ist
f(R) der Erhöhungsbeiwert in Abhängigkeit vom R-Verhältnis und vom Komponent- und Konstruktionsdetail-Typ, wie unten in G.2. angegeben.
ANMERKUNG Gezogene Rohre und geformte Profile (gefaltet; gewalzt) könnten Eigenspannungen haben, die nicht vernachlässigbar sind, so dass eine Erhöhung im Sinne dieses Anhangs nicht zulässig ist.
G.2 Fälle, die erhöht werden
G.2.1 Fall 1
(1) Dieser betrifft Entstehungsstellen im Grundwerkstoff und Knetprodukte in Konstruktionselementen weit entfernt von Verbindungen.
(2) Zusätzlich zu den vorkommenden Spannungen sollten Vorbelastungen oder Montagetoleranzen berücksichtigt werden.
(3) Die Zahlenwerte für den Erhöhungsbeiwert f(R) werden durch
f(R) = 1,2 – 0,4R (G.2)
angegeben, siehe auch Tabelle G.1 und Bild G.1.
Tabelle G.1 — Werte von f(R) für Fall 1
R f(R)
≤ −1 1,6
> −1
< +0,5
1,2 − 0,4R
≥ +0,5 1,0
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EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
Beiwert f (R)
R = σmin/σmax Legende 1 vollkommen spannungsfreie Bereiche 2 teilweise spannungsfreie Bereiche 3 Bereiche mit Eigenspannungen
Bild G.1 — Festigkeits-Erhöhungs-Beiwert f(R) bei 2 × 106 Schwingspielen
G.2.2 Fall 2
(1) Dieser betrifft Entstehungsstellen in Verbindung mit geschweißten oder mechanisch befestigten Anschlüssen in einfachen Tragwerkselementen, wo die Eigenspannungen σre ermittelt worden sind, durch Berücksichtigung von allen Vorbelastungen oder Montagetoleranzen.
(2) Das effektive R-Verhältnis Reff sollte folgendermaßen abgeschätzt werden:
σσσσ
Δ+Δ−
=res
reseff 2
2R (G.3)
wobei Δσ die angewandte Spannungsschwingbreite ist.
(3) Die Werte von f(R) werden durch
f(R) = 0,9 − 0,4R (G.4)
angegeben, siehe auch Tabelle G.2 und Bild G.1.
Tabelle G.2 — Werte von f(R) für Fall 2
Reff f(R)
≤ −1 1,3
> −1 < −0,25
0,9 − 0,4R
≥ −0,25 1,0
G.2.3 Fall 3
(1) Dieser gilt in der Nähe von Anschweißungen und bei komplexen Konstruktionsbaugruppen, bei denen eine Kontrolle der Eigenspannungen nicht realisierbar ist.
(2) In diesem Fall sollte f(R) mit Eins für alle R-Verhältnisse angenommen werden (siehe auch Bild G.1).
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Beiwert f (R)
R = σmin/σmax Legende 1 vollkommen spannungsfreie Bereiche 2 teilweise spannungsfreie Bereiche 3 Bereiche mit Eigenspannungen
Bild G.1 — Festigkeits-Erhöhungs-Beiwert f(R) bei 2 × 106 Schwingspielen
G.2.2 Fall 2
(1) Dieser betrifft Entstehungsstellen in Verbindung mit geschweißten oder mechanisch befestigten Anschlüssen in einfachen Tragwerkselementen, wo die Eigenspannungen σre ermittelt worden sind, durch Berücksichtigung von allen Vorbelastungen oder Montagetoleranzen.
(2) Das effektive R-Verhältnis Reff sollte folgendermaßen abgeschätzt werden:
σσσσ
Δ+Δ−
=res
reseff 2
2R (G.3)
wobei Δσ die angewandte Spannungsschwingbreite ist.
(3) Die Werte von f(R) werden durch
f(R) = 0,9 − 0,4R (G.4)
angegeben, siehe auch Tabelle G.2 und Bild G.1.
Tabelle G.2 — Werte von f(R) für Fall 2
Reff f(R)
≤ −1 1,3
> −1 < −0,25
0,9 − 0,4R
≥ −0,25 1,0
G.2.3 Fall 3
(1) Dieser gilt in der Nähe von Anschweißungen und bei komplexen Konstruktionsbaugruppen, bei denen eine Kontrolle der Eigenspannungen nicht realisierbar ist.
(2) In diesem Fall sollte f(R) mit Eins für alle R-Verhältnisse angenommen werden (siehe auch Bild G.1).
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Anhang H (informativ)
Verbesserung der Ermüdungsfestigkeit von Schweißnähten
H.1 Allgemeines
(1) In Fällen, wo Ermüdungsrisse an der Schweißnahtübergangsstelle entstehen würden, kann die Tragfähigkeit von Schweißverbindungen erhöht werden. Solche Methoden werden normalerweise bei den höchstbeanspruchten Schweißnähten oder zur Verbesserung von Schweißnähten niedriger Festigkeit verwendet.
(2) Die folgenden Methoden werden hier betrachtet:
⎯ maschinelles Bearbeiten oder Schleifen;
⎯ Nachbearbeitung durch WIG (Aufschmelzen der Nahtübergangszone) oder Plasma;
⎯ Strahlen (Sand- oder Nadel- oder Hammerstrahlen).
(3) In Fällen, bei denen spezifizierte Verbesserungstechniken verwendet wurden, kann eine Verbesserung von 30 % im Bereich der mittleren und langen Ermüdungslebensdauer, an der Spannungsschwingbreite gemessen, erreicht werden. Die höchste Verbesserung wird erreicht durch Kombination von zwei Methoden wie maschinelles Bearbeiten (oder Schleifen) und Hammerstrahlen, wobei die doppelte Verbesserung verglichen mit den einzelnen Methoden erreicht werden kann.
(4) Bei allen Methoden sollten die folgenden Aspekte betrachtet werden:
a) Ein geeigneter Arbeitsvorgang sollte vorhanden sein.
b) Vor Anwendung der Verbesserungsmaßnahmen sollte man sicherstellen, dass es keine Oberflächenrisse an den kritischen Stellen gibt.
c) Dies sollte durch die Farbeindringmethode oder andere geeignete zerstörungsfreie Methoden vorgenommen werden.
d) Im Bereich kurzer Lebensdauern, wo die lokalen Spannungen die Dehngrenze übertreffen, ist die Rissentstehungszeit kurz (unabhängig vom Kerbfall), und folglich ist die Verbesserung gering. Daraus folgt keine Verbesserung für die Bemessung bei 105 Schwingspielen (Die Δσ-N Kurve wird damit um einen bei 105 fixierten Wert gedreht).
e) Andere mögliche Ermüdungsbruchstellen als die gerade verbesserte sollten berücksichtigt werden: z. B. bei Verbesserung des Schweißnahtübergangsbereichs könnten Stellen wie an der Naht selbst oder Innenrisse (teils durchschweißt) kritisch werden.
f) Es sollten die Ermüdungslebensdauer und der Nutzen von Verbesserungsmethoden in Erwägung gezogen werden.
g) Unter Bedingungen im Wasser, die eine freie Korrosion ermöglichen, wird die Verbesserung oft verloren gehen. Methoden, die Druckeigenspannungen erzeugen (Strahlen), sind weniger empfindlich. Korrosionsschutz ist somit erforderlich, wenn eine Verbesserung erreicht werden muss.
(5) Bemessungswerte für verbesserte Schweißnähte sollten durch Versuche bestimmt werden, siehe Anhang C.
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EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
Anhang H (informativ)
Verbesserung der Ermüdungsfestigkeit von Schweißnähten
H.1 Allgemeines
(1) In Fällen, wo Ermüdungsrisse an der Schweißnahtübergangsstelle entstehen würden, kann die Tragfähigkeit von Schweißverbindungen erhöht werden. Solche Methoden werden normalerweise bei den höchstbeanspruchten Schweißnähten oder zur Verbesserung von Schweißnähten niedriger Festigkeit verwendet.
(2) Die folgenden Methoden werden hier betrachtet:
⎯ maschinelles Bearbeiten oder Schleifen;
⎯ Nachbearbeitung durch WIG (Aufschmelzen der Nahtübergangszone) oder Plasma;
⎯ Strahlen (Sand- oder Nadel- oder Hammerstrahlen).
(3) In Fällen, bei denen spezifizierte Verbesserungstechniken verwendet wurden, kann eine Verbesserung von 30 % im Bereich der mittleren und langen Ermüdungslebensdauer, an der Spannungsschwingbreite gemessen, erreicht werden. Die höchste Verbesserung wird erreicht durch Kombination von zwei Methoden wie maschinelles Bearbeiten (oder Schleifen) und Hammerstrahlen, wobei die doppelte Verbesserung verglichen mit den einzelnen Methoden erreicht werden kann.
(4) Bei allen Methoden sollten die folgenden Aspekte betrachtet werden:
a) Ein geeigneter Arbeitsvorgang sollte vorhanden sein.
b) Vor Anwendung der Verbesserungsmaßnahmen sollte man sicherstellen, dass es keine Oberflächenrisse an den kritischen Stellen gibt.
c) Dies sollte durch die Farbeindringmethode oder andere geeignete zerstörungsfreie Methoden vorgenommen werden.
d) Im Bereich kurzer Lebensdauern, wo die lokalen Spannungen die Dehngrenze übertreffen, ist die Rissentstehungszeit kurz (unabhängig vom Kerbfall), und folglich ist die Verbesserung gering. Daraus folgt keine Verbesserung für die Bemessung bei 105 Schwingspielen (Die Δσ-N Kurve wird damit um einen bei 105 fixierten Wert gedreht).
e) Andere mögliche Ermüdungsbruchstellen als die gerade verbesserte sollten berücksichtigt werden: z. B. bei Verbesserung des Schweißnahtübergangsbereichs könnten Stellen wie an der Naht selbst oder Innenrisse (teils durchschweißt) kritisch werden.
f) Es sollten die Ermüdungslebensdauer und der Nutzen von Verbesserungsmethoden in Erwägung gezogen werden.
g) Unter Bedingungen im Wasser, die eine freie Korrosion ermöglichen, wird die Verbesserung oft verloren gehen. Methoden, die Druckeigenspannungen erzeugen (Strahlen), sind weniger empfindlich. Korrosionsschutz ist somit erforderlich, wenn eine Verbesserung erreicht werden muss.
(5) Bemessungswerte für verbesserte Schweißnähte sollten durch Versuche bestimmt werden, siehe Anhang C.
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EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
H.2 Maschinelle Bearbeitung oder Schleifen
(1) Maschinelle Bearbeitung kann durch einen schnell rotierenden Entgraterstab erfolgen und hat den Vorteil einen genauer definierten Radius zu erzeugen, hinterlässt Spuren parallel zur Spannungsrichtung und erreicht Ecken. Alternativ darf eine Schleifscheibe benutzt werden, wenn die Zugänglichkeit dies ermöglicht, siehe Bild H.1. In beiden Fällen sollte der Radius der Schnittkante richtig gewählt werden.
(2) Um Einrisse usw. sicher entfernen zu können muss das maschinelle Entgraten bis zu einer Mindesttiefe von 0,5 mm unterhalb der Unterkante jedes optisch feststellbaren Einschnitts reichen, sollte allerdings nicht tiefer als 2 mm oder 5 % der Plattendicke betragen – dem entsprechend, was weniger beträgt –, siehe Bild H.2. Die geringfügige Abnahme der Plattendicke und die entsprechende Erhöhung der Nennspannungen ist nicht signifikant für Plattendicken ab 10 mm aufwärts. Im Fall von Nähten mit mehreren Lagen sollten mindestens zwei Nahtübergangsstellen bearbeitet werden. Außerdem sollte man aufpassen, dass die erforderliche Nahtdicke erhalten bleibt.
Legende a) Entgraten b) Scheibenschleifen
Legende a) Volles Profil b) Nahtübergangsstelle
Bild H.1 — Maschinelle Bearbeitungs- und Schleifverfahren
Bild H.2 — Profilgeometrien
H.3 Nachbearbeitung durch WIG oder Plasma
(1) Während das WIG Schweißen nur ein praktisches Verfahren für Tragwerke mit 4 mm oder weniger dicken Platten ist, kann es zur Verbesserung der Ermüdungsfestigkeit eingesetzt werden in Fällen, in denen die Nahtübergangsstelle die kritische Stelle ist. Beim Wiederschmelzen des ursprünglichen Nahtübergang-bereichs können innere Imperfektionen und Einbrände entfernt und der Radius des Übergangbereiches vergrößert werden, was den lokalen Spannungskonzentrationsbeiwert vermindert.
(2) Standardmäßige WIG-Schweißausrüstung sollte benutzt werden, ohne Fülldraht. Die Nachbearbeitung durch WIG ist empfindlich für die Fertigkeiten des Schweißers und es ist wichtig auf saubere Oberflächen zu achten, um Poren zu vermeiden. Detaillierte Verfahrensanweisungen müssen ausgearbeitet werden.
(3) Die Verbesserung sollte durch Versuche bestätigt werden.
H.4 Strahlen
(1) Die größten Vorteile werden normalerweise durch Methoden erreicht, die Druckeigenspannungen erzeugen. Die üblichsten Methoden sind das Hammerstrahlen, Nadelstrahlen und Kugelstrahlen. Strahlen ist ein Kaltverformungsverfahren bei dem der Werkzeugstoß die Oberfläche plastisch verformt. Das umgebende (elastische) Material drückt auf das deformierte Volumen. Hohe Druck-Betriebsbelastung kann die Höhe der Eigenspannung reduzieren und dies sollte bei Anwendung zufälliger Einwirkungskollektiven berücksichtigt werden.
(2) Verfahrensanweisungen für sämtliche Strahlverfahren sollten ausgearbeitet werden: Durchgänge, Verformungen an der Nahtübergangsstelle und Einkerbung für das Hammer- und Drahtbündelstrahlen; Intensität, Abdeckung und Verformung nach der Almen strip Methode für das Kugelstrahlen.
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H.2 Maschinelle Bearbeitung oder Schleifen
(1) Maschinelle Bearbeitung kann durch einen schnell rotierenden Entgraterstab erfolgen und hat den Vorteil einen genauer definierten Radius zu erzeugen, hinterlässt Spuren parallel zur Spannungsrichtung und erreicht Ecken. Alternativ darf eine Schleifscheibe benutzt werden, wenn die Zugänglichkeit dies ermöglicht, siehe Bild H.1. In beiden Fällen sollte der Radius der Schnittkante richtig gewählt werden.
(2) Um Einrisse usw. sicher entfernen zu können muss das maschinelle Entgraten bis zu einer Mindesttiefe von 0,5 mm unterhalb der Unterkante jedes optisch feststellbaren Einschnitts reichen, sollte allerdings nicht tiefer als 2 mm oder 5 % der Plattendicke betragen – dem entsprechend, was weniger beträgt –, siehe Bild H.2. Die geringfügige Abnahme der Plattendicke und die entsprechende Erhöhung der Nennspannungen ist nicht signifikant für Plattendicken ab 10 mm aufwärts. Im Fall von Nähten mit mehreren Lagen sollten mindestens zwei Nahtübergangsstellen bearbeitet werden. Außerdem sollte man aufpassen, dass die erforderliche Nahtdicke erhalten bleibt.
Legende a) Entgraten b) Scheibenschleifen
Legende a) Volles Profil b) Nahtübergangsstelle
Bild H.1 — Maschinelle Bearbeitungs- und Schleifverfahren
Bild H.2 — Profilgeometrien
H.3 Nachbearbeitung durch WIG oder Plasma
(1) Während das WIG Schweißen nur ein praktisches Verfahren für Tragwerke mit 4 mm oder weniger dicken Platten ist, kann es zur Verbesserung der Ermüdungsfestigkeit eingesetzt werden in Fällen, in denen die Nahtübergangsstelle die kritische Stelle ist. Beim Wiederschmelzen des ursprünglichen Nahtübergang-bereichs können innere Imperfektionen und Einbrände entfernt und der Radius des Übergangbereiches vergrößert werden, was den lokalen Spannungskonzentrationsbeiwert vermindert.
(2) Standardmäßige WIG-Schweißausrüstung sollte benutzt werden, ohne Fülldraht. Die Nachbearbeitung durch WIG ist empfindlich für die Fertigkeiten des Schweißers und es ist wichtig auf saubere Oberflächen zu achten, um Poren zu vermeiden. Detaillierte Verfahrensanweisungen müssen ausgearbeitet werden.
(3) Die Verbesserung sollte durch Versuche bestätigt werden.
H.4 Strahlen
(1) Die größten Vorteile werden normalerweise durch Methoden erreicht, die Druckeigenspannungen erzeugen. Die üblichsten Methoden sind das Hammerstrahlen, Nadelstrahlen und Kugelstrahlen. Strahlen ist ein Kaltverformungsverfahren bei dem der Werkzeugstoß die Oberfläche plastisch verformt. Das umgebende (elastische) Material drückt auf das deformierte Volumen. Hohe Druck-Betriebsbelastung kann die Höhe der Eigenspannung reduzieren und dies sollte bei Anwendung zufälliger Einwirkungskollektiven berücksichtigt werden.
(2) Verfahrensanweisungen für sämtliche Strahlverfahren sollten ausgearbeitet werden: Durchgänge, Verformungen an der Nahtübergangsstelle und Einkerbung für das Hammer- und Drahtbündelstrahlen; Intensität, Abdeckung und Verformung nach der Almen strip Methode für das Kugelstrahlen.
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EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
Anhang I (informativ)
Gussstücke
I.1 Allgemeines
(1) Die folgenden Daten dürfen für Gussstücke verwendet werden, vorausgesetzt dass die Regeln der Spannungsberechnung in EN 1999-1-1, 3.2.3.1 und ihrem Anhang C.3.4 befolgt werden.
(2) Die Bemessungsregeln in EN 1999-1-3 für Gussstücke unter Ermüdungsbelastung dürfen für die in EN 1999-1-1, Tabelle 3.3 angegebenen Legierungen verwendet werden, wenn die zusätzlichen Anforderungen in I.3 beachtet werden.
I.2 Ermüdungsfestigkeitsdaten
I.2.1 Flachguss
(1) In Abhängigkeit von der geforderten Qualitätsstufe, siehe I.3, dürfen die Zahlenwerte für Δσ aus Tabelle I.1 verwendet werden.
Tabelle I.1 — Numerische Werte von Δσ (N/mm2) für den ungeschweißten Werkstoff
Detail Kategorie
(NC = 2 × 106) N = 105 ND = 2 × 106 NL = 108
ΔσC m1 = m2 Δσ ΔσD ΔσL
71a 7 108,9 71 40,6
50 7 76,7 50 28,6
40 7 61,4 40 22,9
32 7 49,1 32 18,3
25 7 38,4 25 14,3 a siehe ANMERKUNG in I.3
I.2.2 Geschweißter Werkstoff
(1) Ermüdungsfestigkeitswerte für geschweißte Gussstücke werden durch EN 1999-1-3 nicht behandelt.
ANMERKUNG Ermüdungsfestigkeitswerte für Schweißverbindungen zwischen Gussstücke dürfen im Nationalen Anhang definiert werden.
I.2.3 Mechanisch verbundene Gussstücke
I.2.3.1 Geschraubte Verbindungen
(1) Die Zahlenwerte für Δσ aus Tabelle I.2 dürfen für Schrauben der Kategorie A: Scher-/Loch-leibungsverbindung, verwendet werden, siehe EN 1999-1-1.
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EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
Anhang I (informativ)
Gussstücke
I.1 Allgemeines
(1) Die folgenden Daten dürfen für Gussstücke verwendet werden, vorausgesetzt dass die Regeln der Spannungsberechnung in EN 1999-1-1, 3.2.3.1 und ihrem Anhang C.3.4 befolgt werden.
(2) Die Bemessungsregeln in EN 1999-1-3 für Gussstücke unter Ermüdungsbelastung dürfen für die in EN 1999-1-1, Tabelle 3.3 angegebenen Legierungen verwendet werden, wenn die zusätzlichen Anforderungen in I.3 beachtet werden.
I.2 Ermüdungsfestigkeitsdaten
I.2.1 Flachguss
(1) In Abhängigkeit von der geforderten Qualitätsstufe, siehe I.3, dürfen die Zahlenwerte für Δσ aus Tabelle I.1 verwendet werden.
Tabelle I.1 — Numerische Werte von Δσ (N/mm2) für den ungeschweißten Werkstoff
Detail Kategorie
(NC = 2 × 106) N = 105 ND = 2 × 106 NL = 108
ΔσC m1 = m2 Δσ ΔσD ΔσL
71a 7 108,9 71 40,6
50 7 76,7 50 28,6
40 7 61,4 40 22,9
32 7 49,1 32 18,3
25 7 38,4 25 14,3 a siehe ANMERKUNG in I.3
I.2.2 Geschweißter Werkstoff
(1) Ermüdungsfestigkeitswerte für geschweißte Gussstücke werden durch EN 1999-1-3 nicht behandelt.
ANMERKUNG Ermüdungsfestigkeitswerte für Schweißverbindungen zwischen Gussstücke dürfen im Nationalen Anhang definiert werden.
I.2.3 Mechanisch verbundene Gussstücke
I.2.3.1 Geschraubte Verbindungen
(1) Die Zahlenwerte für Δσ aus Tabelle I.2 dürfen für Schrauben der Kategorie A: Scher-/Loch-leibungsverbindung, verwendet werden, siehe EN 1999-1-1.
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EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
Tabelle I.2 — Numerische Werte von Δσ (N/mm2) für geschraubte Verbindungen
Entsprechende Detailkategorie(NC = 2 × 106)
für geschraubte und genietete Verbindungen
N = 105 ND = 5 × 106 NL = 108
Detailkategorie (NC = 2 × 106)
für ungeschweißten
Werkstoff ΔσC m1 = m2 Δσ ΔσD ΔσL
71 45 4 95,2 35,8 16,9
50 40 4 84,6 31,8 15,0
40 25 4 52,9 19,9 9,4
32 20 4 42,3 15,9 7,5
25 16 4 33,8 12,7 6,0
I.2.3.2 Bolzenverbindungen
(1) Ermüdungsfestigkeitswerte für Bolzenverbindungen werden durch EN 1999-1-3 nicht abgedeckt.
ANMERKUNG 1 Ermüdungsfestigkeitswerte aus Tabelle J.15 für geschraubte Verbindungen dürfen unter der Voraussetzung verwendet werden, dass die Bemessungsanalyse die Spannungsverteilung entlang des Bolzens und des angeschlossenen Bauteils angemessen und zuverlässig berücksichtigt, bspw. durch Berechnung der geometrischen Spannungen.
ANMERKUNG 2 Ermüdungsfestigkeitswerte für Bolzenverbindungen von Gussstücken dürfen im Nationalen Anhang definiert werden.
I.2.4 Geklebte Gussstücke
(1) Geklebte Verbindungen in Gussstücke werden durch EN 1999-1-3 nicht abgedeckt.
ANMERKUNG Ermüdungsfestigkeitswerte für geklebte Verbindungen in Gussstücken dürfen im Nationalen Anhang festgelegt werden.
I.3 Qualitätsanforderungen
(1) Die zusätzlichen Beschränkungen in Tabelle I.3 bezüglich des maximalen Porendurchmessers sollten beachtet werden.
Tabelle I.3 — Werte für maximalen Porendurchmesser [mm] bei Gussteilen
Detailkategorie (NC = 2 × 106) 71 50 40 32 25
Maximaler Poren-Durchmesser 0,2 0,5 0,9 1,5 2,0 (normal)
ANMERKUNG Die Herstellung von Gussstücken mit einem Porendurchmesser kleiner als 0,6 mm bedarf spezieller Fertigkeiten, Erfahrung, Gusstechnik und Technologie. Darüber hinaus sind für die Erkennung von Poren kleiner als 0,6 mm spezielle Geräte notwendig, insbesondere für den Bereich bis zu 0,2 mm, wo die Möglichkeit der Erkennung von Fehlstellen dieser Größe auch von der Form (Dicke) des Gussstücken abhängt. Die bei der Planung getroffenen Annahmen über die Materialeigenschaften der für das Tragwerk vorgesehenen Gussstücke sollten durch den Hersteller der Gussstücke bestätigt werden.
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EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
Tabelle I.2 — Numerische Werte von Δσ (N/mm2) für geschraubte Verbindungen
Entsprechende Detailkategorie(NC = 2 × 106)
für geschraubte und genietete Verbindungen
N = 105 ND = 5 × 106 NL = 108
Detailkategorie (NC = 2 × 106)
für ungeschweißten
Werkstoff ΔσC m1 = m2 Δσ ΔσD ΔσL
71 45 4 95,2 35,8 16,9
50 40 4 84,6 31,8 15,0
40 25 4 52,9 19,9 9,4
32 20 4 42,3 15,9 7,5
25 16 4 33,8 12,7 6,0
I.2.3.2 Bolzenverbindungen
(1) Ermüdungsfestigkeitswerte für Bolzenverbindungen werden durch EN 1999-1-3 nicht abgedeckt.
ANMERKUNG 1 Ermüdungsfestigkeitswerte aus Tabelle J.15 für geschraubte Verbindungen dürfen unter der Voraussetzung verwendet werden, dass die Bemessungsanalyse die Spannungsverteilung entlang des Bolzens und des angeschlossenen Bauteils angemessen und zuverlässig berücksichtigt, bspw. durch Berechnung der geometrischen Spannungen.
ANMERKUNG 2 Ermüdungsfestigkeitswerte für Bolzenverbindungen von Gussstücken dürfen im Nationalen Anhang definiert werden.
I.2.4 Geklebte Gussstücke
(1) Geklebte Verbindungen in Gussstücke werden durch EN 1999-1-3 nicht abgedeckt.
ANMERKUNG Ermüdungsfestigkeitswerte für geklebte Verbindungen in Gussstücken dürfen im Nationalen Anhang festgelegt werden.
I.3 Qualitätsanforderungen
(1) Die zusätzlichen Beschränkungen in Tabelle I.3 bezüglich des maximalen Porendurchmessers sollten beachtet werden.
Tabelle I.3 — Werte für maximalen Porendurchmesser [mm] bei Gussteilen
Detailkategorie (NC = 2 × 106) 71 50 40 32 25
Maximaler Poren-Durchmesser 0,2 0,5 0,9 1,5 2,0 (normal)
ANMERKUNG Die Herstellung von Gussstücken mit einem Porendurchmesser kleiner als 0,6 mm bedarf spezieller Fertigkeiten, Erfahrung, Gusstechnik und Technologie. Darüber hinaus sind für die Erkennung von Poren kleiner als 0,6 mm spezielle Geräte notwendig, insbesondere für den Bereich bis zu 0,2 mm, wo die Möglichkeit der Erkennung von Fehlstellen dieser Größe auch von der Form (Dicke) des Gussstücken abhängt. Die bei der Planung getroffenen Annahmen über die Materialeigenschaften der für das Tragwerk vorgesehenen Gussstücke sollten durch den Hersteller der Gussstücke bestätigt werden.
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DIN EN 1999-1-3:2011-11
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Anhang J (informativ)
Tabellen der Detailkategorien
J.1 Allgemeines
(1) Die Detailkategorien und ∆σ-N Beziehungen in diesem Anhang dürfen nur zusammen mit den Bestimmungen von Kapitel 6 verwendet werden.
(2) Die Detailkategorie-Werte sind für Außentemperaturen und Umweltbedingungen gültig, wo kein Oberflächenschutz erforderlich ist (siehe Tabelle 6.2), sowie in Verbindung mit den Ausführungsbedingungen von EN 1090-3. Diese Werte sind für Spannungsverhältnisse ermittelt, die nicht kleiner sind als 0,5.
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DIN EN 1999-1-3:2011-11
© D
IN D
euts
ches
Inst
itut f
ür N
orm
ung
e. V
.; ST
B - S
amm
lung
Bau
aufs
icht
lich
eing
efüh
rte T
echn
isch
e Ba
ubes
timm
unge
n / w
ww
.stb
-bau
norm
en.d
eNds. MBl. Nr. 10 a/2014 Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
156
Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
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EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
Tabelle J.1 — Detailkategorien für nicht geschweißte Bauteile
Typ-
Nr.
Detail-Kategorie
Δ σ – m1a
Legierungs-beschrän-
kung
Produktformen
Konstruktionsdetail
Rissentstehungsstelle
Span
nung
sric
htun
g
Span
nung
sana
lyse
Ausführungs-Anforderungen
1.1 125-7
nur 7020
1.2 90-7
Blech, Band und einfache strang-gepresste Stäbe und Stangen, maschinell bearbeitete Teile
Unebenheit an der Oberfläche
Keine Übergangs- Ecken im Profilquer-schnitt, kein Kontakt mit anderen Teilen
Maschinelle Oberflächen-bearbeitung
Rz5< 40 µm c
Visuelle Inspektion
1.3 80-7
nur 7020
1.4 71-7
Bleche, Platten, Strangpressprofile, Rohre, Schmiedestücke
Unebenheit an der Oberfläche
Para
llel o
der q
uer b
zur
Wal
z- o
der S
trang
pres
sric
htun
g
Hau
pt-N
enns
pann
ung
an d
er R
isse
ntst
ehun
gsst
elle
Handschleifen nicht erlaubt, wenn nicht parallel zur Spannungsrichtung Keine Riefen quer zur Spannungs-Richtung
Visuelle Inspektion
1.5 140-7
nur 7020
1.6 100-7
Kerben, Löcher
Unebenheit an der Oberfläche
Berü
cksi
chtig
ung
der S
pann
ungs
-Ko
nzen
tratio
n: s
iehe
Anh
ang
D.2
Obe
rfläc
he fr
ei v
on s
char
fen
Ecke
n, w
enn
dies
e n
icht
par
alle
l zur
Spa
nnun
gsric
htun
g si
nd,
Kant
en fr
ei v
on K
erbe
n
Gebohrte und gefräste Löcher
Keine Riefen quer zur Spannungs-Richtung
Visuelle Inspektion
a m1 = m2, Dauerfestigkeit bei 2 × 106 Schwingspielen.
b Wenn die Spannungsrichtung quer zur Strangpressrichtung ist, sollte der Hersteller bezüglich der Qualitätssicherung im Falle von Strangpressprofilen, hergestellt durch Kammer- bzw. Brückenwerkzeug, konsultiert werden.
c Rz5 siehe EN ISO 4287 und EN ISO 4288.
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DIN EN 1999-1-3:2011-11
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Inst
itut f
ür N
orm
ung
e. V
.; ST
B - S
amm
lung
Bau
aufs
icht
lich
eing
efüh
rte T
echn
isch
e Ba
ubes
timm
unge
n / w
ww
.stb
-bau
norm
en.d
e
Nds. MBl. Nr. 10 a/2014 Nds. MBl. Nr. 10 a/2014Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
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89
EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
Spannungsschwingbreite [N/mm2]
Anzahl der Spannungsschwingspiele [Ν]
Bild J.1 — Ermüdungsfestigkeitskurven Δσ-N für nicht geschweißte Bauteile — Detailkategorien entsprechend Tabelle J.1
Tabelle J.2 — Numerische Werte von Δσ-N (N/mm2) für nicht geschweißte Bauteile — Detailkategorien entsprechend Tabelle J.1
Neigung Schwingspiele N
m1 m2 1E+05 1E+06 2E+06 5E+06 1E+07 1E+08 1E+09
7,0 7,0 214,8 154,6 140,0 122,8 111,2 80,1 80,1
7,0 7,0 191,8 138,0 125,0 109,7 99,3 71,5 71,5
7,0 7,0 153,4 110,4 100,0 87,7 79,5 57,2 57,2
7,0 7,0 122,7 88,3 80,0 70,2 63,6 45,7 45,7
7,0 7,0 108,9 78,4 71,0 62,3 56,4 40,6 40,6
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orm
ung
e. V
.; ST
B - S
amm
lung
Bau
aufs
icht
lich
eing
efüh
rte T
echn
isch
e Ba
ubes
timm
unge
n / w
ww
.stb
-bau
norm
en.d
eNds. MBl. Nr. 10 a/2014 Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
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Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
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EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
Tabelle J.3 — Detailkategorien für Bauteile mit Anschweißungen — Quernaht-Schweißübergang
Spannungs-analyse
Aus-führungs-anforde-rungen
Typ-
Nr Detailkategorie
Δ σ – m1 a,b
Konstruktionsdetail
Rissentstehungsstelle Abmes-sungen
(mm)
Span
nung
s-pa
ram
eter
Span
nung
be
rück
sich
tigt
für
Qua
lität
sstu
fec
3.1 32 – 3,4 L ≤ 20
3.2
25-3,4
23-3,4
20-3,4
t ≤ 4
4 < t ≤ 10
10 < t ≤ 15
An der Quernaht-Übergangs-stelle am beanspruchten Bauteil, entfernt von der Kante (Naht wird in Längs-Richtung fortge-setzt an der Flanschkante)
L > 20
3.3 28 – 3,4 L ≤ 20
3.4
23-3,4
20-3,4
18-3,4
t ≤ 4
4 < t ≤ 10
10 < t ≤ 15
An der Quernaht-Übergangs-stelle am beanspruchten Bauteil, an der Kante (Naht wird in Längs-Richtung fortgesetzt an der Flanschkante)
L > 20
3.5 18-3,4
Bauteiloberfläche an der Kante
Kein Radius
Nen
nspa
nnun
g an
der
Ris
sent
steh
ungs
stel
le
Auss
teife
nde
Wirk
ung
der A
nsch
wei
ßung
Einb
rand
gla
tt sc
hlei
fen
C
91
DIN EN 1999-1-3:2011-11
© D
IN D
euts
ches
Inst
itut f
ür N
orm
ung
e. V
.; ST
B - S
amm
lung
Bau
aufs
icht
lich
eing
efüh
rte T
echn
isch
e Ba
ubes
timm
unge
n / w
ww
.stb
-bau
norm
en.d
e
Nds. MBl. Nr. 10 a/2014 Nds. MBl. Nr. 10 a/2014Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
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EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
Tabelle J.3 (fortgesetzt)
Spannungs-analyse
Ausführungs-anforderungen
Typ-
Nr Detail-
kategorie
Δ σ – m1 a,b
Konstruktionsdetail
Rissentstehungsstelle Abmes-sungen
(mm) Span
nung
s-pa
ram
eter
Span
nung
be
rück
sich
tigt f
ür
Qua
lität
sstu
fec
3.6 36-3,4
An der abgeschliffenen Nahtübergangsstelle an der Kante
r ≥ 50
3.7 36-3,4
An der abgeschliffenen Nahtübergangsstelle am Nahtende
r ≥ 50
Radius parallel zur Spannungs-richtung schleifen
Nahtüber-gangsstelle sollte voll abgeschlif-fen sein
3.8 23-3,4
Bauteiloberfläche bei Quernaht
Kein Radius
Nen
nspa
nnun
g an
der
Ris
sent
steh
ungs
stel
le
Auss
teife
nde
Wirk
ung
der A
nsch
wei
ßung
C
a m2 = m1 + 2
b Für flache Bauteile unter Biegungsspannungen siehe 6.2.1 (11) und erhöhe um zwei Detailkategorien c Nach EN ISO 10042:2005.
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B - S
amm
lung
Bau
aufs
icht
lich
eing
efüh
rte T
echn
isch
e Ba
ubes
timm
unge
n / w
ww
.stb
-bau
norm
en.d
eNds. MBl. Nr. 10 a/2014 Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
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Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
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EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
Spannungsschwingbreite [N/mm2]
Anzahl der Spannungsschwingspiele [N]
Bild J.2 — Ermüdungsfestigkeitskurven Δσ-N für Bauteile mit Anschweißungen, Quernaht-Schweißübergang — Detailkategorien entsprechend Tabelle J.3
Tabelle J.4 — Numerische Werte von Δσ-N (N/mm2) für Bauteile mit Anschweißungen, Quernaht-Schweißübergang — Detailkategorien entsprechend Tabelle J.3
Neigung Schwingspiele N
m1 m2 1E+05 1E+06 2E+06 5E+06 1E+07 1E+08 1E+09
3,4 5,4 86,9 44,1 36,0 27,5 24,2 15,8 15,8
3,4 5,4 77,2 39,2 32,0 24,4 21,5 14,0 14,0
3,4 5,4 67,6 34,3 28,0 21,4 18,8 12,3 12,3
3,4 5,4 60,3 30,7 25,0 19,1 16,8 11,0 11,0
3,4 5,4 55,5 28,2 23,0 17,6 15,5 10,1 10,1
3,4 5,4 48,3 24,5 20,0 15,3 13,4 8,8 8,8
3,4 5,4 43,4 22,1 18,0 13,7 12,1 7,9 7,9
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B - S
amm
lung
Bau
aufs
icht
lich
eing
efüh
rte T
echn
isch
e Ba
ubes
timm
unge
n / w
ww
.stb
-bau
norm
en.d
e
Nds. MBl. Nr. 10 a/2014 Nds. MBl. Nr. 10 a/2014Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
161
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EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
Tabelle J.5 — Detailkategorien für Bauteile mit Längs-Schweißnähten
Nahttyp Spannungs-Analyse
Ausführungs-Anforderungen
Qua
lität
s-
Stuf
ec
Typ-
Nr
Det
ailk
ateg
orie
Δ σ
– m
1a
Konstruktionsdetail
Rissentstehungsstelle
Span
nung
spar
amet
er
Bere
its b
erüc
ksic
htig
te
Span
nung
skon
zent
ratio
n
Schweiß-technische Anforde-rungen In
tern
Obe
rfläc
he u
. ge
omet
risch
Zusä
tzlic
h
5.1 63-4,3
Bei Nahtdiskontinuität Voll
durc
hges
chw
eißt
e S
tum
pfna
ht;
Nah
tübe
rhöh
ung
blec
hebe
n ab
gear
beite
t Kontinu-ierliches automa-tisches Schweißen
B C
5.2 56-4,3 C C
5.3 45-4,3
Bei Nahtdiskontinuität Vo
ll du
rchg
esch
wei
ßte
Stum
pfna
ht
Nen
nspa
nnun
g an
der
Ris
sent
steh
ungs
stel
le
Wurzel-Unterlagen müssen durch-gehend sein
C D
b
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DIN EN 1999-1-3:2011-11
© D
IN D
euts
ches
Inst
itut f
ür N
orm
ung
e. V
.; ST
B - S
amm
lung
Bau
aufs
icht
lich
eing
efüh
rte T
echn
isch
e Ba
ubes
timm
unge
n / w
ww
.stb
-bau
norm
en.d
eNds. MBl. Nr. 10 a/2014 Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
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Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
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EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
Tabelle J.5 (fortgesetzt)
Spannungs-Analyse
Ausführungs-Anforderungen
Qua
lität
s-
Stuf
ec
Typ-
Nr
Det
ailk
ateg
orie
Δ σ
– m
1a
Konstruktionsdetail
Rissentstehungsstelle Nahttyp
Span
nung
spar
amet
er
Bere
its b
erüc
ksic
htig
te
Span
nung
skon
zent
ratio
n
Schweiß-techni-sche
Anforde-rungen
Inte
rn
Obe
rfläc
he u
. ge
omet
risch
Zusä
tzlic
h
5.4 45-4,3 B C
5.5 40-4,3 Bei Nahtdiskontinuität Dur
chge
hend
e Ke
hlna
ht
C D
5.6 36-4,3
Nahtübergangsstelle oder Krater Unt
erbr
oche
ne
Kehl
naht
g ≤
25L
C D
5.7 28-4,3
Nahtübergangsstelle oder Krater Frei
schn
itt-L
och
auf N
ahta
chse
ze
ntrie
rt r ≤
25
Nen
nspa
nnun
g an
der
Ris
sent
steh
ungs
stel
le
Anw
esen
heit
von
Frei
schn
itt-
Loch
C D
a m2 = m1 + 2
b Diskontinuität in Richtung einer Längs-Schweißnaht sollte nicht höher als 1/10 der Blechdicke sein oder eine Steigung größer als 1:4 haben.
c Nach EN ISO 10042:2005.
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B - S
amm
lung
Bau
aufs
icht
lich
eing
efüh
rte T
echn
isch
e Ba
ubes
timm
unge
n / w
ww
.stb
-bau
norm
en.d
e
Nds. MBl. Nr. 10 a/2014 Nds. MBl. Nr. 10 a/2014Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
163
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EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
Spannungsschwingbreite [N/mm2]
Anzahl der Spannungsschwingspiele [Ν]
Bild J.3 — Ermüdungsfestigkeitskurven Δσ-N für Bauteile mit Längs-Schweißnähten — Detailkategorien entsprechend Tabelle J.5
Tabelle J.6 — Numerische Werte von Δσ-N (N/mm2) für Bauteilen mit Längs-Schweißnähten — Detailkategorien entsprechend Tabelle J.5
Neigung Schwingspiele N
m1 m2 1E+05 1E+06 2E+06 5E+06 1E+07 1E+08 1E+09
4,3 6,3 126,4 74,0 63,0 50,9 45,6 31,6 31,6
4,3 6,3 112,4 65,8 56,0 45,3 40,5 28,1 28,1
4,3 6,3 90,3 52,9 45,0 36,4 32,6 22,6 22,6
4,3 6,3 80,3 47,0 40,0 32,3 29,0 20,1 20,1
4,3 6,3 72,3 42,3 36,0 29,1 26,1 18,1 18,1
4,3 6,3 56,2 32,9 28,0 22,6 20,3 14,1 14,1
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B - S
amm
lung
Bau
aufs
icht
lich
eing
efüh
rte T
echn
isch
e Ba
ubes
timm
unge
n / w
ww
.stb
-bau
norm
en.d
eNds. MBl. Nr. 10 a/2014 Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
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Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
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EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
Tabelle J.7 — Detailkategorien für Quer-Stumpfnaht-Stöße zwischen Bauteilen
Ausführungs-Anforderungen
Qua
lität
s-st
ufec
Typ-Nr
Det
ailk
ateg
orie
Δ σ
– m
1a
Konstruktionsdetail
Rissentstehungsstelle Nahttyp
Verb
unde
nes
Bau
teil
Span
nung
spar
amet
er
Schw
eiß-
anfo
rder
unge
n
Inte
rn
Obe
rfläc
he,
geom
etris
ch
Zusä
tzlic
h
7.1.1 56-7 Flachteile und Voll-quer-schnitte
B B
7.1.2 45-7
Naht
Voll durchge-schweißt, Nahtüber-höhung an beiden Seiten blecheben abgearbeitet
Offene Quer-schnitte
C C
7.2.1 50-4,3 Flachteile und Voll-quer-schnitte
B B
d
7.2.2 40-3,4 B C
7.2.3 36-3,4
Nahtübergangsstelle
Beidseitig, voll durchge-schweißt Offene
Quer-schnitte
Wur
zel a
bges
chlif
fen
C C
7.3.1 40-4,3 Flachteile und Voll-Quer-schnitte
C C
7.3.2 32-3,4
Nahtübergangsstelle
Nur einseitig, voll durch- geschweißt, mit permanenter Unterlage
Offene und Hohl-profile, Rohre
C C
7.4.1 45-4.3 B B e
7.4.2 40-4,3
Flachteile und Voll-quer-schnitte C C
7.4.3 32-3,4
Nahtübergangsstelle
Nur einseitig, voll durch-geschweißt, ohne Unterlage
Offene und Hohl-profile, Rohre
Net
to-Q
uers
chni
tt
Ausl
aufb
lech
e an
den
End
en e
inge
setz
t, ab
getre
nnt u
nd b
lech
eben
abg
esch
liffe
n in
Sp
annu
ngsr
icht
ung
C C
97
DIN EN 1999-1-3:2011-11
© D
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euts
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itut f
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orm
ung
e. V
.; ST
B - S
amm
lung
Bau
aufs
icht
lich
eing
efüh
rte T
echn
isch
e Ba
ubes
timm
unge
n / w
ww
.stb
-bau
norm
en.d
e
Nds. MBl. Nr. 10 a/2014 Nds. MBl. Nr. 10 a/2014Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
165
97
EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
Tabelle J.7 (fortgesetzt)
Ausführungs-Anforderungen
Qua
lität
s-st
ufec
Tabelle J.7 (fortgesetzt)
Typ-Nr
Det
ailk
ateg
orie
Δ σ
− m
1a
Konstruktionsdetail
Rissentstehungsstelle Nahttyp
Verb
unde
nes
Bau
teil
Span
nung
spar
amet
er
Schw
eiß-
anfo
rder
unge
n
Inte
rn
Obe
rfläc
he,
geom
etris
ch
Zusä
tzlic
h
7.5
18-3,4
Naht
Partiell durch-geschweißt
Net
to H
als-
Que
rsch
nitt
D C
7.6 36-3,4
Nahtübergangsstelle
Voll durch-geschweißt
Net
to-Q
uers
chni
ttb
B B
a m2 = m1 + 2
b Die Spannungskonzentration durch aussteifendes Querelement ist bereits berücksichtigt.
c Nach EN ISO 10042:2005.
d Nahtüberhöhungswinkel ≥ 150° für beide Nahtseiten.
e Nahtüberhöhungswinkel ≥ 150°.
f Neigungswinkel < 1:4 bei Breiten- oder Dickenänderung.
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B - S
amm
lung
Bau
aufs
icht
lich
eing
efüh
rte T
echn
isch
e Ba
ubes
timm
unge
n / w
ww
.stb
-bau
norm
en.d
eNds. MBl. Nr. 10 a/2014 Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
166
Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
98
EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
Spannungsschwingbreite [N/mm2]
Anzahl der Spannungsschwingspiele [Ν]
Bild J.4 — Ermüdungsfestigkeitskurven Δσ-N für Quer-Stumpfnaht-Stöße zwischen Bauteilen — Detailkategorien entsprechend Tabelle J.7
Tabelle J.8 — Numerische Werte von Δσ-N (N/mm2) für Quer-Stumpfnaht-Stöße zwischen Bauteilen- Detailkategorien entsprechend Tabelle J.7
Neigung Schwingspiele N
m1 m2 1E+05 1E+06 2E+06 5E+06 1E+07 1E+08 1E+09
7 9 85,9 61,8 56,0 49,1 45,5 35,2 35,2
7 9 69,0 49,7 45,0 39,5 36,6 28,3 28,3
4,3 6,3 100,4 58,7 50,0 40,4 36,2 25,1 25,1
4,3 6,3 90,3 52,9 45,0 36,4 32,6 22,6 22,6
3,4 5,4 96,5 49,0 40,0 30,6 26,9 17,5 17,5
4,3 6,3 80,3 47,0 40,0 32,3 29,0 20,1 20,1
3,4 5,4 86,9 44,1 36,0 27,5 24,2 15,8 15,8
3,4 5,4 77,2 39,2 32,0 24,4 21,5 14,0 14,0
3,4 5,4 43,4 22,1 18,0 13,7 12,1 7,9 7,9
99
DIN EN 1999-1-3:2011-11
© D
IN D
euts
ches
Inst
itut f
ür N
orm
ung
e. V
.; ST
B - S
amm
lung
Bau
aufs
icht
lich
eing
efüh
rte T
echn
isch
e Ba
ubes
timm
unge
n / w
ww
.stb
-bau
norm
en.d
e
Nds. MBl. Nr. 10 a/2014 Nds. MBl. Nr. 10 a/2014Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
167
99
EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
Tabelle J.9 — Detailkategorien für Kehlnaht-Stöße zwischen Bauteilen
Spannungsanalyse
Ausführungs-anforderungen
Qualitäts stufec
Typ-
Nr
Det
ailk
ateg
orie
Δ σ
– m
1a
Konstruktionsdetail
Rissentstehungsstelle Nahttyp
Span
nung
spar
amet
er
Bere
its b
erüc
ksic
htig
te
Span
nung
skon
zent
ratio
n
Her
stel
lung
Inte
rn
Obe
rfläc
he,
geom
etris
ch
Zusä
tzlic
h
9.1
28-3,4
Nahtübergangsstelle
Doppel- Kehlnaht, partiell durchge-schweißt; Nahtübergangsriss bei a/t > 0,6
Net
to-Q
uers
chni
tt
C
C
9.2 25-3,4
Naht
Doppel- Kehlnaht, partiell durchge-schweißt; Wurzelriss bei a/t ≤ 0,6
C C
9.3 12-3,4
Naht
Einseitige Kehlnahtb, Wurzelriss bei a/t ≤ 0,6
Net
to-N
ahth
alsq
uers
chni
tt
Auss
teife
nde
Wirk
ung
des
Que
rele
men
ts
C C
9.4 23-3,4
Nahtübergangsstelle
Kehlnaht C C
9.5 18-3,4
Nahtübergangsstelle
Kehlnaht
Net
to-Q
uers
chni
tt
Span
nung
sspi
tze
an N
ahte
nden
Ausl
aufb
lech
e an
den
End
en e
inge
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t, ab
getre
nnt u
nd b
lech
eben
ab
gesc
hliff
en in
Ric
htun
g Δσ
C C
100
DIN EN 1999-1-3:2011-11
© D
IN D
euts
ches
Inst
itut f
ür N
orm
ung
e. V
.; ST
B - S
amm
lung
Bau
aufs
icht
lich
eing
efüh
rte T
echn
isch
e Ba
ubes
timm
unge
n / w
ww
.stb
-bau
norm
en.d
eNds. MBl. Nr. 10 a/2014 Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
168
Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
100
EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
Tabelle J.9 (fortgesetzt)
Spannungsanalyse
Ausführungs-anforderungen
Qualitäts stufec
Typ-
Nr
Det
ailk
ateg
orie
Δ σ
– m
1a
Konstruktionsdetail
Rissentstehungsstelle Nahttyp
Span
nung
spar
amet
er
Bere
its b
erüc
ksic
htig
te
Span
nung
skon
zent
ratio
n
Her
stel
lung
Inte
rn
Obe
rfläc
he,
geom
etris
ch
Zusä
tzlic
h
9.6 14-3,4
Naht
Kehlnaht
Net
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schn
itt, s
. 5.4
.2
Span
nung
sspi
tze
an
Nah
tend
en
C C
a m2 = m1 + 2
b Im Fall von Rohrquerschnitten Bemessung entsprechend Typ-Nr 9.1 oder 9.2.
c Nach EN ISO 10042:2005.
101
DIN EN 1999-1-3:2011-11
© D
IN D
euts
ches
Inst
itut f
ür N
orm
ung
e. V
.; ST
B - S
amm
lung
Bau
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lich
eing
efüh
rte T
echn
isch
e Ba
ubes
timm
unge
n / w
ww
.stb
-bau
norm
en.d
e
Nds. MBl. Nr. 10 a/2014 Nds. MBl. Nr. 10 a/2014Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
169
101
EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
Spannungsschwingbreite [N/mm2]
Anzahl der Spannungsschwingspiele [Ν]
Bild J.5 — Ermüdungsfestigkeitskurven Δσ-N für Kehlnaht-Stöße zwischen Bauteilen — Detailkategorien entsprechend Tabelle J.9
Tabelle J.10 — Numerische Werte von Δσ-N (N/mm2) für Kehlnaht-Stöße zwischen Bauteilen — Detailkategorien entsprechend Tabelle J.9
Neigung Schwingspiele N
m1 m2 1E+05 1E+06 2E+06 5E+06 1E+07 1E+08 1E+09
3,4 5,4 67,6 34,3 28,0 21,4 18,8 12,3 12,3
3,4 5,4 60,3 30,7 25,0 19,1 16,8 11,0 11,0
3,4 5,4 55,5 28,2 23,0 17,6 15,5 10,1 10,1
3,4 5,4 43,4 22,1 18,0 13,7 12,1 7,9 7,9
3,4 5,4 33,8 17,2 14,0 10,7 9,4 6,1 6,1
3,4 5,4 29,0 14,7 12,0 9,2 8,1 5,3 5,3
102
DIN EN 1999-1-3:2011-11 ©
DIN
Deu
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auno
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.de
EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
Spannungsschwingbreite [N/mm2]
Anzahl der Spannungsschwingspiele [Ν]
Bild J.5 — Ermüdungsfestigkeitskurven Δσ-N für Kehlnaht-Stöße zwischen Bauteilen — Detailkategorien entsprechend Tabelle J.9
Tabelle J.10 — Numerische Werte von Δσ-N (N/mm2) für Kehlnaht-Stöße zwischen Bauteilen — Detailkategorien entsprechend Tabelle J.9
Neigung Schwingspiele N
m1 m2 1E+05 1E+06 2E+06 5E+06 1E+07 1E+08 1E+09
3,4 5,4 67,6 34,3 28,0 21,4 18,8 12,3 12,3
3,4 5,4 60,3 30,7 25,0 19,1 16,8 11,0 11,0
3,4 5,4 55,5 28,2 23,0 17,6 15,5 10,1 10,1
3,4 5,4 43,4 22,1 18,0 13,7 12,1 7,9 7,9
3,4 5,4 33,8 17,2 14,0 10,7 9,4 6,1 6,1
3,4 5,4 29,0 14,7 12,0 9,2 8,1 5,3 5,3
102
DIN EN 1999-1-3:2011-11
© D
IN D
euts
ches
Inst
itut f
ür N
orm
ung
e. V
.; ST
B - S
amm
lung
Bau
aufs
icht
lich
eing
efüh
rte T
echn
isch
e Ba
ubes
timm
unge
n / w
ww
.stb
-bau
norm
en.d
eNds. MBl. Nr. 10 a/2014 Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
170
Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
102
EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
Tabelle J.11 — Detailkategorien für kreuzende Nähte in zusammengesetzten Trägern
Ausführungsanforderungen
Qua
lität
s-
stuf
ed
Typ-
Nr Detail-
kategorie Δσ – m1
a
Konstruktionsdetail Rissentstehungsstelle Nahttypb,c
Span
nung
spar
amet
er
Schweiß-technische
Anforderungen Inte
rn
Obe
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he,
geom
etris
ch
Zusä
tzlic
h
11.1 40-3,4
Naht
Doppel- Stumpfnaht, voll durch-geschweißt
Beidseitig Naht-oberfläche blecheben geschliffen
Wurzel ausge-schliffen
B B
11.2 40-3,4
Naht
Einseitige Stumpfnaht, voll durch-geschweißt, Wurzel und Naht-oberfläche blecheben geschliffen
B B
11.3 36-3,4
Nahtübergangsstelle
Doppel- Stumpfnaht, voll durch-geschweißt
Nahtüber-höhungs-Winkel ≥ 150°
B C
11.4 32-3,4
Nahtübergangsstelle
Einseitige Stumpfnaht, voll durch-geschweißt
Net
to-Q
uers
chni
tt
An- u
nd A
usla
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eche
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Hal
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Tab
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6.5
, Typ
.-Nr 5
.4 o
der 5
.5.
a m2 = m1 + 2
b Ausführung von Quer-Stumpfnähte auf Stegen und Flanschen vor endgültigem Zusammenbau des Trägers mit Längsnähten. c Übergangsneigung < 1:4 bei Änderung der Breite oder der Blechdicke. d Nach EN ISO 10042:2005.
103
DIN EN 1999-1-3:2011-11
© D
IN D
euts
ches
Inst
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ür N
orm
ung
e. V
.; ST
B - S
amm
lung
Bau
aufs
icht
lich
eing
efüh
rte T
echn
isch
e Ba
ubes
timm
unge
n / w
ww
.stb
-bau
norm
en.d
e
EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
Tabelle J.11 — Detailkategorien für kreuzende Nähte in zusammengesetzten Trägern
Ausführungsanforderungen
Qua
lität
s-
stuf
ed
Typ-
Nr Detail-
kategorie Δσ – m1
a
Konstruktionsdetail Rissentstehungsstelle Nahttypb,c
Span
nung
spar
amet
er
Schweiß-technische
Anforderungen Inte
rn
Obe
rfläc
he,
geom
etris
ch
Zusä
tzlic
h
11.1 40-3,4
Naht
Doppel- Stumpfnaht, voll durch-geschweißt
Beidseitig Naht-oberfläche blecheben geschliffen
Wurzel ausge-schliffen
B B
11.2 40-3,4
Naht
Einseitige Stumpfnaht, voll durch-geschweißt, Wurzel und Naht-oberfläche blecheben geschliffen
B B
11.3 36-3,4
Nahtübergangsstelle
Doppel- Stumpfnaht, voll durch-geschweißt
Nahtüber-höhungs-Winkel ≥ 150°
B C
11.4 32-3,4
Nahtübergangsstelle
Einseitige Stumpfnaht, voll durch-geschweißt
Net
to-Q
uers
chni
tt
An- u
nd A
usla
ufbl
eche
ver
wen
den,
abt
enne
n un
d bl
eche
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ung
von Δσ
schl
eife
n
C C
Für S
teg-
Flan
sch-
Hal
skeh
lnäh
te s
iehe
Tab
elle
6.5
, Typ
.-Nr 5
.4 o
der 5
.5.
a m2 = m1 + 2
b Ausführung von Quer-Stumpfnähte auf Stegen und Flanschen vor endgültigem Zusammenbau des Trägers mit Längsnähten. c Übergangsneigung < 1:4 bei Änderung der Breite oder der Blechdicke. d Nach EN ISO 10042:2005.
103
DIN EN 1999-1-3:2011-11
© D
IN D
euts
ches
Inst
itut f
ür N
orm
ung
e. V
.; ST
B - S
amm
lung
Bau
aufs
icht
lich
eing
efüh
rte T
echn
isch
e Ba
ubes
timm
unge
n / w
ww
.stb
-bau
norm
en.d
e
Nds. MBl. Nr. 10 a/2014 Nds. MBl. Nr. 10 a/2014Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
171
103
EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
Spannungsschwingbreite [N/mm2]
Anzahl der Spannungsschwingspiele [Ν]
Bild J.6 — Ermüdungsfestigkeitskurven Δσ-N für kreuzende Nähte in zusammengesetzten Trägern — Detailkategorien entsprechend Tabelle J.11
Tabelle J.12 — Numerische Werte von Δσ-N (N/mm2) für kreuzende Nähte in zusammengesetzten Trägern — Detailkategorien entsprechend Tabelle J.11
Neigung Schwingspiele N
m1 m2 1E+05 1E+06 2E+06 5E+06 1E+07 1E+08 1E+09
3,4 5,4 96,5 49,0 40,0 30,6 26,9 17,5 17,5
3,4 5,4 86,9 44,1 36,0 27,5 24,2 15,8 15,8
3,4 5,4 43,4 22,1 18,0 13,7 12,1 7,9 7,9
104
DIN EN 1999-1-3:2011-11
© D
IN D
euts
ches
Inst
itut f
ür N
orm
ung
e. V
.; ST
B - S
amm
lung
Bau
aufs
icht
lich
eing
efüh
rte T
echn
isch
e Ba
ubes
timm
unge
n / w
ww
.stb
-bau
norm
en.d
eNds. MBl. Nr. 10 a/2014 Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
172
Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
104
EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
Tabelle J.13 — Detailkategorien für Anschweißungen auf zusammengesetzten Trägern
Spannungs-analyse
Ausführungs-anforderungen
Qua
lität
s-st
ufeb
Typ-
Nr Detail-
kategorie
Δσ – m1 a
Konstruktionsdetail
Rissentstehungsstelle Nahttyp
Span
nung
spar
amet
er
Bere
its b
erüc
ksic
htig
te
Span
nung
skon
zent
ratio
n
Inte
rn
Obe
rfläc
he,
geom
etris
ch
Zusä
tzlic
h
13.1 23-3,4
Nahtübergangsstelle
Queran-schweißung, Dicke < 20 mm, ein- oder beidseitig geschweißt
13.2 18-3,4
Nahtübergangsstelle
Längsan-schweißung, Länge ≥ 100 mm, an allen Seiten geschweißt
13.3 32-4,3
Nahtübergangsstelle
Kreuz- oder T-Stoß, voll durchge-schweißt
Net
to-Q
uers
chni
tt
13.4
25-4,3
Naht
Kreuz- oder T-Stoß, voll durchge-schweißte Doppel-Kehlnaht; Wurzelriss bei a/t ≤ 0,6
Net
to-N
ahth
als
-Q
uers
chni
tt
Auss
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Wirk
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C
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Für S
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Flan
sch-
Hal
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lnäh
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Tab
elle
6.5
, Typ
-Nr 5
.4 o
der 5
.5
105
DIN EN 1999-1-3:2011-11
© D
IN D
euts
ches
Inst
itut f
ür N
orm
ung
e. V
.; ST
B - S
amm
lung
Bau
aufs
icht
lich
eing
efüh
rte T
echn
isch
e Ba
ubes
timm
unge
n / w
ww
.stb
-bau
norm
en.d
e
Nds. MBl. Nr. 10 a/2014 Nds. MBl. Nr. 10 a/2014Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
173
105
EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
Tabelle J.13 (fortgesetzt)
Spannungs-analyse
Ausführungs-anforderungen
Qua
lität
s-st
ufeb
Typ-
Nr Detail-
kategorie
Δσ – m1 a
Konstruktionsdetail
Rissentstehungsstelle Nahttyp
Span
nung
spar
amet
er
Bere
its b
erüc
ksic
htig
te
Span
nung
skon
zent
ratio
n
Inte
rn
Obe
rfläc
he,
geom
etris
ch
Zusä
tzlic
h
13.5 20-4,3
Nahtübergangsstelle
Verstärkungs-Platte Länge ≥ 100 mm,
an allen Seiten geschweißt N
etto
-Que
rsch
nitt
a m2 = m1 + 2
b Nach EN ISO 10042:2005
106
DIN EN 1999-1-3:2011-11
© D
IN D
euts
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Inst
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ür N
orm
ung
e. V
.; ST
B - S
amm
lung
Bau
aufs
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lich
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echn
isch
e Ba
ubes
timm
unge
n / w
ww
.stb
-bau
norm
en.d
eNds. MBl. Nr. 10 a/2014 Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
174
Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
106
EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
Spannungsschwingbreite [N/mm2]
Anzahl der Spannungsschwingspiele [Ν]
Bild J.7 — Ermüdungsfestigkeitskurven Δσ-N für Anschweißungen auf zusammengesetzten Trägern — Detailkategorien entsprechend Tabelle J.13
Tabelle J.14 — Numerische Werte von Δσ-N (N/mm2) für Anschweißungen auf zusammengesetzten Trägern — Detailkategorien entsprechend Tabelle J.13
Neigung Schwingspiele N
m1 m2 1E+05 1E+06 2E+06 5E+06 1E+07 1E+08 1E+09
4,3 6,3 64,2 37,6 32,0 25,9 23,2 16,1 16,1
4,3 6,3 50,2 29,4 25,0 20,2 18,1 12,6 12,6
3,4 5,4 55,5 28,2 23,0 17,6 15,5 10,1 10,1
4,3 6,3 40,1 23,5 20,0 16,2 14,5 10,0 10,0
3,4 5,4 43,4 22,1 18,0 13,7 12,1 7,9 7,9
107
DIN EN 1999-1-3:2011-11
© D
IN D
euts
ches
Inst
itut f
ür N
orm
ung
e. V
.; ST
B - S
amm
lung
Bau
aufs
icht
lich
eing
efüh
rte T
echn
isch
e Ba
ubes
timm
unge
n / w
ww
.stb
-bau
norm
en.d
e
Nds. MBl. Nr. 10 a/2014 Nds. MBl. Nr. 10 a/2014Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
175
107
EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
Tabelle J.15 — Detailkategorien für Schraubverbindungen
Spannungsanalyse
Typ-Nr
Detail-ategorie
Δσ – m1 a
Konstruktionsdetail
Rissentstehungsstelle Spannungs-parameter
Bereits berücksichtigte
Spannungs-konzentration
Ausführungs-anforderungen
15.1 56-4
Vorgespannte (gleitfeste) hochfeste Stahlschraube
Vor dem Loch
(manchmal am Lochrand)
Nenn-spannung auf Brutto-Querschnitt bezogen
Überlapp-Verbindung mit ebenen parallelen Oberflächen;
Maschinelle Bearbeitung nur mit schnell-laufender Fräse; Löcher gebohrt (Reibahle wahl-weise) oder gestanzt (mit obligatorischer Bearbeitung mit Reibahle wenn Dicke > 6 mm);
Für vorgespannte Schrauben sollte die Qualität 8.8 (fy ≥ 640N/mm2) oder höher gewählt werden, s. EN 1999-1-1.
15.2 56-4
Nicht-vorgespannte Stahlschraube (Lochleibung)
Am Lochrand
Nenn-spannung auf Netto-Querschnitt bezogen
Oberflächen-beschaffenheit, Lochgeometrie;
Ungleichmäßige Lastverteilung zwischen Schrauben-Reihen;
Eine Exzentrizität der Lastführung darf nur bei symmetrischen Doppel-Überlapp-Verbindungen unberücksichtigt bleiben Überlapp-Verbin-
dung mit ebenen parallelen Ober-flächen;
Maschinelle Bearbeitung nur mit schnell-laufender Fräse; Löcher gebohrt (Reibahle wahl-weise) oder gestanzt (mit obligatorischer Bearbeitung mit Reibahle wenn Dicke > 6 mm);
Für Schrauben s. EN 1999-1-1.
a m1 = m2
b Nachweis der Stahlschrauben: siehe EN 1999-1-9.
108
DIN EN 1999-1-3:2011-11
© D
IN D
euts
ches
Inst
itut f
ür N
orm
ung
e. V
.; ST
B - S
amm
lung
Bau
aufs
icht
lich
eing
efüh
rte T
echn
isch
e Ba
ubes
timm
unge
n / w
ww
.stb
-bau
norm
en.d
eNds. MBl. Nr. 10 a/2014 Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
176
Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
108
EN 1999-1-3:2007 + A1:2011 (D)
Spannungsschwingbreite [N/mm2]
Anzahl der Spannungsschwingspiele [Ν]
Bild J.8 — Ermüdungsfestigkeitskurven Δσ-N für Schraubverbindungen — Detailkategorien entsprechend Tabelle J.15
Tabelle J.16 — Numerische Werte von Δσ-N (N/mm2) für Schraubverbindungen — Detailkategorien entsprechend Tabelle J.15
Neigung Schwingspiele N
m1 m2 1E+05 1E+06 2E+06 5E+06 1E+07 1E+08 1E+09
4 4 118,4 66,6 56,0 44,5 37,4 21,1 21,1
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Anhang K (informativ)
Hot-Spot-Referenz-Detail-Methode
(1) Für die Hot-Spot-Referenz-Detail-Ermüdungsfestigkeit-Methode wie in diesem Anhang beschrieben, sollten entsprechend den Anforderungen dieser Norm ermittelte Daten verwendet werden.
(2) Der Berechnungsablauf ist wie folgt:
a) Auswahl eines Referenz-Details mit bekanntem Ermüdungswiderstand aus den Detailkategorie-Tabellen, welches bezüglich Schweißqualität sowie geometrischer Parameter und Belastungsparameter soweit wie möglich dem in der Berechnung verwendeten Detail ähnlich ist;
b) Identifizierung der Spannungsart, mit der der Ermüdungswiderstand ausgedrückt wird. Diese ist üblicherweise die Nennspannung (wie in den Detailkategorie-Tabellen);
c) Aufstellung eines Finite-Elemente-Modells für das Referenz-Detail und das zu berechnende Detail, mit Vernetzung und Elementen von gleichem Typ, dabei die Empfehlungen unter 5.1 beachtend;
d) Belastung des Referenz-Details und des zu berechnenden Details mit der unter b) identifizierten Spannung;
e) Bestimmung der Hot-Spot-Spannungsschwingbreiten ΔσHS,ref des Referenz-Details und der Hot-Spot-Spannungsschwingbreiten ΔσHS,assess des zu berechnenden Details;
f) Berechnung der Ermüdungsfestigkeit für 2 Millionen Schwingspiele des zu berechnenden Details ΔσC,assess aus der Ermüdungsklasse des Referenz-Details ΔσC,ref:
refC,assessHS,
refHS,assessC, σ
σσ
σ Δ=Δ (K.1)
g) Annahme der gleichen Neigungen m1, m2 für das zu berechnende Detail wie für das Referenz-Detail.
(3) Im Falle, dass zum Nachweis berechneter Spannungen Kontrolluntersuchungen durchgeführt werden, sollte eine korrekte Positionierung der Dehnungsmessstreifen außerhalb der Wärmeeinflusszone gewährleistet werden.
ANMERKUNG Zusätzliche Information zu der Referenz Detail Methode: siehe Literaturangabe D.3.
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! Anhang L (informativ)
Leitfaden für die Anwendung von Bemessungsmethoden, Wahl der
Teilsicherheitsbeiwerte, Grenzen für Schadenswerte, Inspektionsintervalle und Kenngrößen für die Ausführung bei
Übernahme von Anhang J
L.1 Schwingbruchsichere Bemessung
(1) Diese Ausführungen gelten nur bei Übernahme der in Anhang J für die Bemessung angegebenen Werte für die Ermüdungsfestigkeit.
(2) Es kann eine von zwei Ansätzen zur Bemessung nach dem Konzept der sicheren Lebensdauer angewendet werden. Sie werden als SLD-I und SLD-II bezeichnet.
Für SLD-I ist ein Programm für die regelmäßige Inspektion nicht erforderlich.
ANMERKUNG Der Begriff „regelmäßige Inspektion" deckt sowohl die allgemeine Inspektion als auch die Inspektion auf Ermüdung ab. Für die Klärung der Begriffe siehe Tabelle L.2.
Für SLD-II ist ein Programm für eine allgemeine Inspektion erforderlich, die nach L.3 erstellt werden sollte.
ANMERKUNG Da bei der Bemessung von einer korrekten Durchführung des Inspektionsprogramms während der vorgesehenen Betriebsdauer ausgegangen wird, bedeutet dies für den Bauherrn, sicherzustellen, dass das Inspektionsprogramm während der Lebensdauer des Tragwerks eingehalten wird.
(3) Die Bemessung nach dem Konzept der sicheren Lebensdauer sollte angewendet werden, wenn für die Inspektion auf Ermüdung eine örtliche Zugänglichkeit nicht gewährleistet ist oder wenn aus anderen Gründen eine Inspektion auf Ermüdung nicht vorausgesetzt werden kann.
ANMERKUNG Die Anwendung der Bemessung nach dem Konzept der sicheren Lebensdauer kann die kostengünstigste Lösung in solchen Fällen sein, bei denen die Instandsetzungskosten als verhältnismäßig hoch eingeschätzt werden.
(4) Für den Fall, dass alle Bemessungs-Spannungsschwingbreiten die Bemessungs-Dauerfestigkeit unterschreiten, sollte die folgende Bedingung erfüllt werden:
1/ MfD
Ff ≤γσΔσΔγ
(L.1)
ANMERKUNG Für γMf siehe L.4. Für γFf siehe 2.4.
(5) Spannungsschwingbreiten-Kollektive dürfen durch Vernachlässigung von Spannungsspitzen im Lastkollektiv, die einen Beitrag zum Wert des Ermüdungsschadens (DL,d) von weniger als 0,01 erbringen, modifiziert werden.
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L.2 Schadenstolerante Bemessung
L.2.1 Allgemeines
(1) Diese Ausführungen gelten nur bei Übernahme der in Anhang J für die Bemessung angegebenen Werte für die Ermüdungsfestigkeit.
(2) Es kann eine von zwei Methoden der Bemessung nach dem Konzept der Schadenstoleranz angewendet werden. Die Methoden werden als DTD-I und DTD-II bezeichnet, siehe L.2.2 und L.2.3.
L.2.2 DTD-I
(1) Bei der Methode DTD-I wird davon ausgegangen, dass alle während der Inspektion festgestellten Risse repariert werden bzw. dass Bauteile, die Risse ausweisen, ersetzt werden.
(2) Ein Programm für die regelmäßige Inspektion sollte in Übereinstimmung mit L.3 erstellt werden.
ANMERKUNG Da bei der Bemessung von einer korrekten Durchführung des Inspektionsprogramms während der vorgesehenen Betriebsdauer ausgegangen wird, bedeutet dies für den Bauherrn, sicherzustellen, dass das Inspektionsprogramm während der Lebensdauer des Tragwerks eingehalten wird.
(3) Es kann eine der beiden Optionen für DTD-I angewendet werden. Diese werden als DTD-IA und DTD-IB bezeichnet:
a) Für die Option DTD-IA sollte das Tragwerk eine ausreichende Redundanz aufweisen, also statisch unbestimmt sein, damit die Lasteinflüsse so umverteilt werden, dass jedes Wachstum eines entstandenen Risses zum Stillstand kommt und das Tragwerk weiterhin in der Lage ist, die umverteilten Lasteinflüsse aufzunehmen;
b) für die Option DTD-IB sollte das Tragwerk ausreichend große Querschnitte aufweisen, um die Belastungen nach Auftreten der ersten mit bloßem Auge sichtbaren Risse aufnehmen zu können. Solche Risse sollten nicht zum Versagen des Tragwerks führen. Die Resttragfähigkeit für die quasi-statischen Bemessungslasten nach der Rissentstehung sollte nachgewiesen werden. Es sollte gefordert werden, dass das Tragwerk nach Feststellung von Rissen instandgesetzt wird oder dass das Risswachstum durch wirkungsvolle Maßnahmen aufgehalten wird.
(4) Um einen ausreichenden Widerstand des Bauteils oder Tragwerks sicherzustellen, darf dem DTD-I-Ansatz eine von zwei Methoden zugrunde gelegt werden. Diese beruhen
a) auf der Berechnung der linearen Schadensakkumulation, siehe (5); oder
b) auf der äquivalenten Spannungsschwingbreite, siehe (6).
(5) Für DTD-I sollte der Ermüdungsschaden-Wert DL aller Schwingspiele auf Basis linearer Schadensakkumulation, eine der folgenden Bedingungen erfüllen:
DL,d ≤ 1 (L.1)
oder
DL ≤ Dlim (L.2)
Dabei wird
DL,d = Σni /Ni nach der in A.2 angegebenen Methode berechnet;
DL = Σni /Ni nach der in A.2 angegebenen Methode mit γMf = γFf = 1,0 berechnet.
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L.2 Schadenstolerante Bemessung
L.2.1 Allgemeines
(1) Diese Ausführungen gelten nur bei Übernahme der in Anhang J für die Bemessung angegebenen Werte für die Ermüdungsfestigkeit.
(2) Es kann eine von zwei Methoden der Bemessung nach dem Konzept der Schadenstoleranz angewendet werden. Die Methoden werden als DTD-I und DTD-II bezeichnet, siehe L.2.2 und L.2.3.
L.2.2 DTD-I
(1) Bei der Methode DTD-I wird davon ausgegangen, dass alle während der Inspektion festgestellten Risse repariert werden bzw. dass Bauteile, die Risse ausweisen, ersetzt werden.
(2) Ein Programm für die regelmäßige Inspektion sollte in Übereinstimmung mit L.3 erstellt werden.
ANMERKUNG Da bei der Bemessung von einer korrekten Durchführung des Inspektionsprogramms während der vorgesehenen Betriebsdauer ausgegangen wird, bedeutet dies für den Bauherrn, sicherzustellen, dass das Inspektionsprogramm während der Lebensdauer des Tragwerks eingehalten wird.
(3) Es kann eine der beiden Optionen für DTD-I angewendet werden. Diese werden als DTD-IA und DTD-IB bezeichnet:
a) Für die Option DTD-IA sollte das Tragwerk eine ausreichende Redundanz aufweisen, also statisch unbestimmt sein, damit die Lasteinflüsse so umverteilt werden, dass jedes Wachstum eines entstandenen Risses zum Stillstand kommt und das Tragwerk weiterhin in der Lage ist, die umverteilten Lasteinflüsse aufzunehmen;
b) für die Option DTD-IB sollte das Tragwerk ausreichend große Querschnitte aufweisen, um die Belastungen nach Auftreten der ersten mit bloßem Auge sichtbaren Risse aufnehmen zu können. Solche Risse sollten nicht zum Versagen des Tragwerks führen. Die Resttragfähigkeit für die quasi-statischen Bemessungslasten nach der Rissentstehung sollte nachgewiesen werden. Es sollte gefordert werden, dass das Tragwerk nach Feststellung von Rissen instandgesetzt wird oder dass das Risswachstum durch wirkungsvolle Maßnahmen aufgehalten wird.
(4) Um einen ausreichenden Widerstand des Bauteils oder Tragwerks sicherzustellen, darf dem DTD-I-Ansatz eine von zwei Methoden zugrunde gelegt werden. Diese beruhen
a) auf der Berechnung der linearen Schadensakkumulation, siehe (5); oder
b) auf der äquivalenten Spannungsschwingbreite, siehe (6).
(5) Für DTD-I sollte der Ermüdungsschaden-Wert DL aller Schwingspiele auf Basis linearer Schadensakkumulation, eine der folgenden Bedingungen erfüllen:
DL,d ≤ 1 (L.1)
oder
DL ≤ Dlim (L.2)
Dabei wird
DL,d = Σni /Ni nach der in A.2 angegebenen Methode berechnet;
DL = Σni /Ni nach der in A.2 angegebenen Methode mit γMf = γFf = 1,0 berechnet.
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ANMERKUNG Werte für Dlim dürfen im Nationalen Anhang festgelegt werden. Empfohlene Werte sind in L.4 angegeben.
(6) Beruht die Bemessung auf dem Ansatz mit der äquivalenten Spannungsschwingbreite (ΔσE,2e) sollte die folgende Bedingung erfüllt werden:
MfC
eEFf
γσΔ
σΔγ
/2, (L.3)
L.2.3 DTD-II
(1)P DTD-II erlaubt ermüdungsbedingte Risse im Tragwerk, vorausgesetzt, dass das Risswachstum überwacht wird und durch ein auf der Bruchmechanik basiertes Programm der Inspektion auf Ermüdung unter Kontrolle gehalten wird.
ANMERKUNG In Bezug auf Inspektionsprogramme siehe L.3.
(2) An potentiellen Rissentstehungsstellen sollte die kleinste wahrnehmbare Rissgröße bestimmt werden.
(3)P Das Tragwerk sollte ausreichend große Querschnitte besitzen, um die Bemessungsbelastungen nach Auftreten der ersten mit bloßem Auge sichtbaren Risse aufnehmen zu können.
(4) Es sollten die Spannung-Zeit-Verläufe an den potentiellen Rissentstehungsstellen ermittelt werden, gefolgt durch die Zählung der Spannungsschwingbreiten und die Zusammenstellung von Spannungsintensitäts-Kollektiven.
(5) Auf der Grundlage von (2) und (4) und unter Verwendung der Risswachstumskurven der jeweiligen Legierung sollten die Rissfortschrittsgeschwindigkeiten mittels eines bruchmechanischen Verfahrens berechnet werden. Bei Anwendung dieses Ansatzes sollte die Zeit bis zum Erreichen der bruchkritischen Rissgröße abgeschätzt werden.
Die so geschätzten Zeiten sollten für die Festlegungen des entsprechenden Programms der Inspektion auf Ermüdung berücksichtigt werden.
ANMERKUNG Empfehlungen für Werte von Rissgrößen sind in Anhang B angegeben.
(6) Die Resttragfähigkeit für die quasi-statischen Bemessungslasten für den Fall einer Rissentstehung sollte nachgewiesen werden.
(7) Ein Programm für die regelmäßige Inspektion und Überwachung eines Risswachstums sollte in Übereinstimmung mit (6) erstellt werden. Der Zeitpunkt für den Beginn der Inspektion und die maximalen Inspektionsintervalle sollten festgelegt werden, siehe L.3.
ANMERKUNG Da bei der Bemessung von einer korrekten Durchführung des Inspektionsprogramms während der vorgesehenen Betriebsdauer ausgegangen wird, bedeutet dies für den Bauherrn, sicherzustellen, dass das Inspektionsprogramm während der Lebensdauer des Tragwerks eingehalten wird, siehe L.3.
(8) Für DTD-II sollte DL die folgende Bedingung erfüllen:
DL,d ≤ Dlim (L.4)
Dabei ist
Dlim größer als 1,0, sollte jedoch begrenzt werden, siehe L.4.
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ANMERKUNG Werte für Dlim dürfen im Nationalen Anhang festgelegt werden. Empfohlene Werte sind in L.4 angegeben.
(6) Beruht die Bemessung auf dem Ansatz mit der äquivalenten Spannungsschwingbreite (ΔσE,2e) sollte die folgende Bedingung erfüllt werden:
MfC
eEFf
γσΔ
σΔγ
/2, (L.3)
L.2.3 DTD-II
(1)P DTD-II erlaubt ermüdungsbedingte Risse im Tragwerk, vorausgesetzt, dass das Risswachstum überwacht wird und durch ein auf der Bruchmechanik basiertes Programm der Inspektion auf Ermüdung unter Kontrolle gehalten wird.
ANMERKUNG In Bezug auf Inspektionsprogramme siehe L.3.
(2) An potentiellen Rissentstehungsstellen sollte die kleinste wahrnehmbare Rissgröße bestimmt werden.
(3)P Das Tragwerk sollte ausreichend große Querschnitte besitzen, um die Bemessungsbelastungen nach Auftreten der ersten mit bloßem Auge sichtbaren Risse aufnehmen zu können.
(4) Es sollten die Spannung-Zeit-Verläufe an den potentiellen Rissentstehungsstellen ermittelt werden, gefolgt durch die Zählung der Spannungsschwingbreiten und die Zusammenstellung von Spannungsintensitäts-Kollektiven.
(5) Auf der Grundlage von (2) und (4) und unter Verwendung der Risswachstumskurven der jeweiligen Legierung sollten die Rissfortschrittsgeschwindigkeiten mittels eines bruchmechanischen Verfahrens berechnet werden. Bei Anwendung dieses Ansatzes sollte die Zeit bis zum Erreichen der bruchkritischen Rissgröße abgeschätzt werden.
Die so geschätzten Zeiten sollten für die Festlegungen des entsprechenden Programms der Inspektion auf Ermüdung berücksichtigt werden.
ANMERKUNG Empfehlungen für Werte von Rissgrößen sind in Anhang B angegeben.
(6) Die Resttragfähigkeit für die quasi-statischen Bemessungslasten für den Fall einer Rissentstehung sollte nachgewiesen werden.
(7) Ein Programm für die regelmäßige Inspektion und Überwachung eines Risswachstums sollte in Übereinstimmung mit (6) erstellt werden. Der Zeitpunkt für den Beginn der Inspektion und die maximalen Inspektionsintervalle sollten festgelegt werden, siehe L.3.
ANMERKUNG Da bei der Bemessung von einer korrekten Durchführung des Inspektionsprogramms während der vorgesehenen Betriebsdauer ausgegangen wird, bedeutet dies für den Bauherrn, sicherzustellen, dass das Inspektionsprogramm während der Lebensdauer des Tragwerks eingehalten wird, siehe L.3.
(8) Für DTD-II sollte DL die folgende Bedingung erfüllen:
DL,d ≤ Dlim (L.4)
Dabei ist
Dlim größer als 1,0, sollte jedoch begrenzt werden, siehe L.4.
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L.3 Beginn der Inspektion und Inspektionsintervalle
(1) Diese Ausführungen gelten nur bei Übernahme der in Anhang J für die Bemessung angegebenen Werte für die Ermüdungsfestigkeit.
(2) In den Inspektionsprogrammen sollten der Zeitpunkt für die erste Inspektion nach der Inbetriebsnahme (Inspektionsbeginn) sowie die Inspektionsintervalle festgelegt werden.
ANMERKUNG Der Inspektionsbeginn und die Inspektionsintervalle dürfen im Nationalen Anhang festgelegt werden. Empfehlungen sind in Tabelle L.1 angegeben.
(3) Für DTD-I sollte der zur Bestimmung von TF und ΔTF verwendete Wert von TS nach A.2.1(5) berechnet werden. Sofern nicht anders angegeben, sollte das Zeitintervall zwischen den Inspektionen TS/4 nicht überschreiten.
(4) Für DTD-II sollte der zur Bestimmung von TF verwendete Wert von TS nach A.2.1(5) berechnet werden. ΔTF sollte unter Anwendung von bruchmechanischen Verfahren bestimmt werden.
Tabelle L.1 — Empfohlener Beginn der Inspektion und maximale Inspektionsintervalle
Bemessungsansatz Bemessungs-verfahren
Art des Bemessungs-
ansatzes
Empfohlener Inspektions-
beginn a
Empfohlene maximale
Inspektions-intervalle
SLD-I — — Schadensakkumulation
SLD-II TG = 0 Δ TG = 6 Jahre
SLD-I - -
Schwingbruchsichere Bemessung
SLD Dauerfestigkeit (d. h. max. ΔσE,d < ΔσD,d) SLD-II TG = 0 Δ TG = 6 Jahre
DTD-IA TG = 0
TF = 0,5 TS
ΔTG = 6 Jahre
ΔTF = 0,25 TS
Schadensakkumulation
DTD-IB TG = 0
TF = 0,5 TS
ΔTG = 6 Jahre
ΔTF = 0,25 TS
Schadenstolerante Bemessung
DTD
Schadensakkumulation und Bruchmechanik
DTD-II TG = 0
TF = 0,8 TS
ΔTG = 6 Jahre
ΔTF wird durch bruch-
mechanische Verfahren ermittelt
a TG ist der für den Beginn der allgemeinen Inspektion empfohlene Zeitraum nach Fertigstellung. Die allgemeine Inspektion beinhaltet die Prüfung, dass sich das Tragwerk (weiterhin) in dem Zustand nach der Fertigstellung und Abnahme befindet, d.h. dass keine Verschlechterung des Zustands eingetreten ist, wie z. B. Verschlechterungen durch Hinzukommen von schädlichen Löchern und Schweißnähten zur Befestigung von Zusatzelementen, Schäden auf Grund von Vandalismus oder Unfällen, unerwartete Korrosion, usw.
ΔTG ist das empfohlene maximale Zeitintervall für die allgemeine Inspektion.
TF ist der Zeitraum nach Fertigstellung, der für den Beginn der Inspektion auf Ermüdung empfohlen wird. Die Inspektion auf Ermüdung beinhaltet die Inspektion von Bereichen mit einer erhöhten Rissentstehungswahrscheinlichkeit.
ΔTF ist das empfohlene maximale Zeitintervall für die Inspektion auf Ermüdung.
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L.3 Beginn der Inspektion und Inspektionsintervalle
(1) Diese Ausführungen gelten nur bei Übernahme der in Anhang J für die Bemessung angegebenen Werte für die Ermüdungsfestigkeit.
(2) In den Inspektionsprogrammen sollten der Zeitpunkt für die erste Inspektion nach der Inbetriebsnahme (Inspektionsbeginn) sowie die Inspektionsintervalle festgelegt werden.
ANMERKUNG Der Inspektionsbeginn und die Inspektionsintervalle dürfen im Nationalen Anhang festgelegt werden. Empfehlungen sind in Tabelle L.1 angegeben.
(3) Für DTD-I sollte der zur Bestimmung von TF und ΔTF verwendete Wert von TS nach A.2.1(5) berechnet werden. Sofern nicht anders angegeben, sollte das Zeitintervall zwischen den Inspektionen TS/4 nicht überschreiten.
(4) Für DTD-II sollte der zur Bestimmung von TF verwendete Wert von TS nach A.2.1(5) berechnet werden. ΔTF sollte unter Anwendung von bruchmechanischen Verfahren bestimmt werden.
Tabelle L.1 — Empfohlener Beginn der Inspektion und maximale Inspektionsintervalle
Bemessungsansatz Bemessungs-verfahren
Art des Bemessungs-
ansatzes
Empfohlener Inspektions-
beginn a
Empfohlene maximale
Inspektions-intervalle
SLD-I — — Schadensakkumulation
SLD-II TG = 0 Δ TG = 6 Jahre
SLD-I - -
Schwingbruchsichere Bemessung
SLD Dauerfestigkeit (d. h. max. ΔσE,d < ΔσD,d) SLD-II TG = 0 Δ TG = 6 Jahre
DTD-IA TG = 0
TF = 0,5 TS
ΔTG = 6 Jahre
ΔTF = 0,25 TS
Schadensakkumulation
DTD-IB TG = 0
TF = 0,5 TS
ΔTG = 6 Jahre
ΔTF = 0,25 TS
Schadenstolerante Bemessung
DTD
Schadensakkumulation und Bruchmechanik
DTD-II TG = 0
TF = 0,8 TS
ΔTG = 6 Jahre
ΔTF wird durch bruch-
mechanische Verfahren ermittelt
a TG ist der für den Beginn der allgemeinen Inspektion empfohlene Zeitraum nach Fertigstellung. Die allgemeine Inspektion beinhaltet die Prüfung, dass sich das Tragwerk (weiterhin) in dem Zustand nach der Fertigstellung und Abnahme befindet, d.h. dass keine Verschlechterung des Zustands eingetreten ist, wie z. B. Verschlechterungen durch Hinzukommen von schädlichen Löchern und Schweißnähten zur Befestigung von Zusatzelementen, Schäden auf Grund von Vandalismus oder Unfällen, unerwartete Korrosion, usw.
ΔTG ist das empfohlene maximale Zeitintervall für die allgemeine Inspektion.
TF ist der Zeitraum nach Fertigstellung, der für den Beginn der Inspektion auf Ermüdung empfohlen wird. Die Inspektion auf Ermüdung beinhaltet die Inspektion von Bereichen mit einer erhöhten Rissentstehungswahrscheinlichkeit.
ΔTF ist das empfohlene maximale Zeitintervall für die Inspektion auf Ermüdung.
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L.4 Teilsicherheitsbeiwerte γ Mf und Werte für Dlim
(1) Diese Ausführungen gelten nur bei Übernahme der in Anhang J für die Bemessung angegebenen Werte für die Ermüdungsfestigkeit.
(2) Der Ermüdungsnachweis sollte entweder auf dem Bemessungswert der Ermüdungsfestigkeit beruhen, der durch Anwendung eines Teilsicherheitsbeiwerts γMf auf die charakteristische Ermüdungsfestigkeit Δσif abgeleitet wird, oder auf der Festlegung eines Grenzwerts Dlim für den Bemessungswert des Ermüdungs-schadens DL unter Berücksichtigung der Schadensfolgeklasse und der angewendeten Bemessungsmethode.
(3)P Das Sicherheitskonzept sollte auf der Anwendung von γFf, γMf und Dlim sowie der Anforderungen an die in L.3 aufgeführten Inspektionsprogramme basieren.
ANMERKUNG 1 Werte für γMf dürfen im Nationalen Anhang festgelegt werden. Empfohlene Werte, die auf γFf = 1,0 basieren, sind in Tabelle L.2 angegeben.
ANMERKUNG 2 Als Kriterium für die Wahl des in Tabelle L.2 angegebenen Wertes für γMf darf im Nationalen Anhang die Ausführungsklasse anstelle der Schadensfolgeklasse festgelegt werden.
(4) Die Werte für das Sicherheitselement Dlim sollten festgelegt werden.
ANMERKUNG 1 Werte für Dlim dürfen im Nationalen Anhang festgelegt werden. Es wird empfohlen, Werte im nachstehenden Bereich festzulegen:
1
MfFf
2
MfFf
1lim
1mm
D ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⋅
≤≤⋅ γγγγ
(L.5)
(5) Für DTD-II ist der Wert für Dlim größer als 1, sollte jedoch begrenzt werden.
ANMERKUNG Werte für Dlim dürfen im Nationalen Anhang festgelegt werden, siehe L.2.3(8). Die empfohlenen Werte sind 2,0 für geschweißte, geschraubte oder genietete Details und 4,0 für nicht geschweißte Bauteile.
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L.4 Teilsicherheitsbeiwerte γ Mf und Werte für Dlim
(1) Diese Ausführungen gelten nur bei Übernahme der in Anhang J für die Bemessung angegebenen Werte für die Ermüdungsfestigkeit.
(2) Der Ermüdungsnachweis sollte entweder auf dem Bemessungswert der Ermüdungsfestigkeit beruhen, der durch Anwendung eines Teilsicherheitsbeiwerts γMf auf die charakteristische Ermüdungsfestigkeit Δσif abgeleitet wird, oder auf der Festlegung eines Grenzwerts Dlim für den Bemessungswert des Ermüdungs-schadens DL unter Berücksichtigung der Schadensfolgeklasse und der angewendeten Bemessungsmethode.
(3)P Das Sicherheitskonzept sollte auf der Anwendung von γFf, γMf und Dlim sowie der Anforderungen an die in L.3 aufgeführten Inspektionsprogramme basieren.
ANMERKUNG 1 Werte für γMf dürfen im Nationalen Anhang festgelegt werden. Empfohlene Werte, die auf γFf = 1,0 basieren, sind in Tabelle L.2 angegeben.
ANMERKUNG 2 Als Kriterium für die Wahl des in Tabelle L.2 angegebenen Wertes für γMf darf im Nationalen Anhang die Ausführungsklasse anstelle der Schadensfolgeklasse festgelegt werden.
(4) Die Werte für das Sicherheitselement Dlim sollten festgelegt werden.
ANMERKUNG 1 Werte für Dlim dürfen im Nationalen Anhang festgelegt werden. Es wird empfohlen, Werte im nachstehenden Bereich festzulegen:
1
MfFf
2
MfFf
1lim
1mm
D ⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛⋅
≤≤⋅ γγγγ
(L.5)
(5) Für DTD-II ist der Wert für Dlim größer als 1, sollte jedoch begrenzt werden.
ANMERKUNG Werte für Dlim dürfen im Nationalen Anhang festgelegt werden, siehe L.2.3(8). Die empfohlenen Werte sind 2,0 für geschweißte, geschraubte oder genietete Details und 4,0 für nicht geschweißte Bauteile.
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Tabelle L.2 — Empfohlene Werte für γ Mf bezogen auf die Schadensfolgeklasse
Schadensfolgeklasse
CC1 CC2 CC3
Bemessungsansatz Bemessungsverfahren
γMf a b c d γMf a b c d γMf a b c d
Schadensakkumulation 1,1 1,2 1,3 SLD-I
Dauerfestigkeit (d.h. max. ΔσE,d < ΔσD,d)
1,1 1,2 1,3
Schadensakkumulation 1,0 1,1 1,2 SLD-II
Dauerfestigkeit (d.h. max. ΔσE,d < ΔσD,d)
1,0 1,1 1,2
DTD-I Schadensakkumulation 1,0 1,0 1,1
DTD-II Schadensakkumulation 1,0 1,0 1,1
a Die Tabellenwerte dürfen in Übereinstimmung mit den Fußnoten a bis d verringert werden; dabei darf der sich daraus ergebende Wert für γMf den Wert 1,0 nicht unterschreiten.
b Die oben angegebenen Tabellenwerte für γMf dürfen um 0,1 verringert werden, wenn eine der folgenden Bedingungen vorliegt:
⎯ nicht geschweißte Bereiche von geschweißten Bauteilen;
⎯ Detailkategorien, bei denen Δσc < 25 N/mm2;
⎯ geschweißte Bauteile, bei denen die größte Spannungsschwingbreite für alle Schwingspiele angesetzt wird;
⎯ der Umfang der zusätzlichen zerstörungsfreien Prüfung liegt bei mindestens 50 %.
Für Klebeverbindungen, siehe Anhang E (5).
c Die oben angegebenen Tabellenwerte für γMf dürfen um 0,2 verringert werden, wenn eine der folgenden Bedingungen vorliegt:
⎯ nicht geschweißte Bereiche von geschweißten Bauteilen, bei denen die größte Spannungsschwingbreite für alle Schwingspiele angesetzt wird;
⎯ Detailkategorien, bei denen Δσc < 25 N/mm2 und die größte Spannungsschwingbreite wird für alle Schwingspiele angesetzt;
⎯ nicht geschweißte Bauteile und Tragwerke;
⎯ der Umfang der zusätzlichen zerstörungsfreien Prüfung liegt bei mindestens 50 % und die größte Spannungsschwingbreite wird für alle Schwingspiele angesetzt;
⎯ der Umfang der zusätzlichen zerstörungsfreien Prüfung liegt bei 100 %.
d Die oben angegebenen Tabellenwerte für γMf dürfen um 0,3 verringert werden, wenn eine der folgenden Bedingungen vorliegt
⎯ nicht geschweißte Bauteile und Tragwerke, bei denen die größte Spannungsschwingbreite für alle Schwingspiele angesetzt wird;
⎯ der Umfang der zusätzlichen zerstörungsfreien Prüfung liegt bei 100 % und die größte Spannungsschwingbreite wird für alle Schwingspiele angesetzt.
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L.5 Kenngrößen für die Ausführung
L.5.1 Beanspruchungskategorie
(1) Sofern die in Anhang J angegebenen Daten für den Ermüdungswiderstand angenommen werden, sollte eine der nachstehend aufgeführten Kriterien a), b) oder c) verwendet werden, um Bauteile der Beanspruchungskategorie SC1 zuzuordnen:
a) In Fällen, in denen die größte Schwingbreite der Nennspannung ΔσE,k die folgende Bedingung erfüllt:
⎯ 2Mf
E,kFfmm
7,13Δ Nγ
σγ ≤⋅ für den Grundwerkstoff (einschließlich Wärme-einflusszonen und Stumpfnähten); (L.6)
⎯ 2Mf
kE,Ffmm
2,9Δ Nγ
σγ ≤⋅ für Kehlnähte
(L.7)
Dabei werden die Werte für γMf in L.4(3)P angegeben. Die für SLD-I angegebenen Werte sollten verwendet werden.
ΔσE,k ist der charakteristische Wert für die Schnittgröße (Spannungsschwingbreite);
b) im Fall von Ermüdungslastkollektiven (ΔσE,k,i), sofern L.5.2 zur Berechnung des Ermüdungs-Ausnutzungsgrades U angewendet wird und U den Wert 1,0 nicht übersteigt, wobei für den Ermüdungswiderstand folgende Detailkategorien angesetzt werden:
⎯ für den Grundwerkstoff (einschließlich Wärmeeinflusszonen und Stumpfnähten): Detail-kategorie 18-3,4;
⎯ für Kehlnähte: Detailkategorie 12-3,4.
Werte für γMf zur Berechnung von U sind in L.4(3)P angegeben. Die für SLD-I angegebenen Werte sollten angewendet werden. In Fällen, in denen die größte Spannungs-Amplitude für alle Schwingspiele angesetzt wird, dürfen die Werte um 0,1 verringert werden.
c) in Fällen, in denen die Grenzwerte nach den unter a) oder b) aufgeführten Kriterien überschritten werden, und sofern der Ermüdungs-Ausnutzungsgrad U nach L.5.2 den Wert 0,5 nicht übersteigt und sofern der Ermüdungswiderstand auf den niedrigsten Werten für die folgenden Fälle beruht, d. h.:
⎯ für den Grundwerkstoff (vom Schweißen nicht beeinflusst): Detailkategorie 71-7;
⎯ für durchlaufende Längsschweißnähte (Spannungsrichtung parallel zur Achse der Schweißnaht): Detailkategorie 40-4,3;
⎯ für Stumpfnähte: Detailkategorie 36-3,4.
Werte für γMf zur Berechnung von U sind in L.4(3)P angegeben. Die für SLD-I angegebenen Werte sollten angewendet werden. In Fällen, in denen die größte Spannungs-Amplitude für alle Schwingspiele angesetzt wird, dürfen die Werte um 0,1 verringert werden. In diesem Fall darf der sich daraus ergebende Wert für γMf den Wert 1,0 nicht unterschreiten.
ANMERKUNG Andere oder zusätzliche Kriterien zur Festlegung der Beanspruchungskategorie dürfen im Nationalen Anhang festgelegt werden.
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L.5.2 Berechnung des Ausnutzungsgrads
(1) Dieser Unterabschnitt enthält Festlegungen zur Berechnung des Ausnutzungsgrads U für ermüdungs-beanspruchte Bauteile, sofern die Ermüdungsfestigkeitsdaten nach Anhang J für die Bemessung verwendet werden und die Anhänge L und M aus EN 1090-3:2008 in Bezug auf Qualität und Inspektionsanforderungen festgelegt wurden. Die berechneten Werte werden verwendet, um zwischen den Beanspruchungs-kategorien SC1 und SC2 unterscheiden zu können.
ANMERKUNG 1 Die Definitionen der Beanspruchungskategorien werden in EN 1999-1-1 definiert.
ANMERKUNG 2 EN 1090-3 definiert Kriterien für die Festlegung des Umfangs der Kontrollen und die Anforderungen hinsichtlich der schweißtechnischen Bewertungsgruppen der beiden Beanspruchungskategorien sowie quantitative Kriterien für die Inspektion von Schweißnähten in Abhängigkeit von Ausführungsklasse und Ausnutzungsgrad.
(2) Der Ermüdungs-Ausnutzungsgrad für eine konstante Spannungsschwingbreite für eine begrenzte Anzahl von Schwingspielen n wird wie folgt definiert:
M
R,k
FfE,kΔ
Δ
γσ
γσ ⋅=U (L.8)
Dabei ist
ΔσE,k die charakteristische Spannungsschwingbreite (für kombinierte Spannungen: die Haupt-spannung) im betrachteten Querschnitt für eine angegebene Anzahl von Schwingspielen n;
ΔσR,k der entsprechende Wert des Festigkeitsbereiches der maßgeblichen Ermüdungsfestigkeits-kurve Δσ-N für die angegebene Anzahl von Schwingspielen n.
(3) Im Falle von Ermüdung, bei der alle Spannungsschwingbreiten kleiner sind als ΔσD, und bei einer unbegrenzten Anzahl von Schwingspielen wird der Ausnutzungsgrad wie folgt definiert:
M
D
FfkE,Δ
Δ
γσ
γσ ⋅=U (L.9)
Dabei ist
ΔσE,k die größte Spannungsschwingbreite;
ΔσD die Dauerfestigkeit.
(4) Beruht die Berechnung auf der äquivalenten Spannungsschwingbreite konstanter Amplitude ΔσE,2e wird der Ausnutzungsgrad wie folgt definiert:
M
C
eEFfU
γσσγ
ΔΔ 2,= (L.10)
Dabei ist
ΔσC die Ermüdungsfestigkeit für 2 × 106 Schwingspiele.
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(5) Beruht der Ausnutzungsgrad U auf der Berechnung der Ermüdungsschadenswerte nach der linearen Schadensakkumulation, darf er für die Anwendungszwecke dieses Anhangs wie folgt berechnet werden:
1 dL,m DU = (L.11)
Dabei wird
DL,d nach 2.2.1 und 6.2.1 berechnet."
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Literaturhinweise
Literaturangaben zum Anhang B: Bruchmechanik
B.1 Standard test method for measurement of fatigue crack growth rates, ASTM E647-93.
B.2 Simulations of short crack and other low closure action conditions utilising constant Kmax / ΔK-decreasing fatigue crack growth procedures. ASTM STP 1149-1992, S.197-220.
B.3 Graf, U.: Fracture mechanics parameters and procedures for the fatigue behaviour estimation of welded aluminium components. Reports from Structural Engineering, Technische Universität München, Bericht Nr. 3/92 (TUM-LME Forschungsber. D. Kosteas), München, 1992.
B.4 Ondra, R.: Statistical Evaluation of Fracture Mechanic Data and Formulation of Design Lines for welded
Components in Aluminium Alloys. Reports from Structural Engineering, Technische Universität München, Bericht Nr. 4/98 (TUM-LME Forschungsber. D. Kosteas), München, 1998.
B.5 Stress intensity factor equations for cracks in three-dimensional finite bodies. ASTM STP 791, 1983, S. I–238 bis I–265.
Literaturangaben zum Anhang C: Versuche für die Ermüdungsbemessung
C.1 Kosteas, D.: On the Fatigue Behaviour of Aluminium. In: Kosteas, D.(Ed.), Aluminium in Practice, Stahlbau Spezial, Ausgabe Nr. 67(1998) Ernst & Sohn, Berlin.
C.2 Jaccard, R., D. Kosteas, R. Ondra: Background Document to Fatigue Design Curves for welded Aluminium Components. IIW Dok. Nr. XIII-1588-95.
Literaturangaben zum Anhang D: Spannungsanalyse
D.1 Pilkey, W. D.: Peterson`s stress concentration factors, John Wiley and Sons Inc., 1997.
D.2 Young, W. C., Budynas R. G.: Roark`s formulas for stress and strain, McGraw Hill, 2001.
D.3 Hobbacher, A: Recommendations on fatigue of welded components, IIW Dok. XIII-1965-03/XV-1127-03; Juli 2004.
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Inhalt Seite
Vorwort ........................................................................................................................................................... 3 NA 1 Anwendungsbereich ........................................................................................................................ 4 NA 2 Nationale Festlegungen zur Anwendung von DIN EN 1999-1-3:2011-11 .................................... 4 NA 2.1 Allgemeines ....................................................................................................................................... 4 NA 2.2 Nationale Festlegungen zur Anwendung von DIN EN 1999-1-3:2011-11 .................................... 4
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3
Vorwort
Dieses Dokument wurde vom NA 005-08-07 AA „Aluminiumkonstruktionen (SpA zu CEN/TC 250/SC 9 + CEN/TC 135)“ erstellt.
Dieses Dokument bildet den Nationalen Anhang zu DIN EN 1999-1-3:2011-11, Eurocode 9: Bemessung und Konstruktion von Aluminiumtragwerken — Teil 1-3: Ermüdungsbeanspruchte Tragwerke.
Die Europäische Norm EN 1999-1-3 räumt die Möglichkeit ein, eine Reihe von sicherheitsrelevanten Para-metern national festzulegen. Diese national festzulegenden Parameter (en: Nationally determined parameters, NDP) umfassen alternative Nachweisverfahren und Angaben einzelner Werte, sowie die Wahl von Klassen aus gegebenen Klassifizierungssystemen. Die entsprechenden Textstellen sind in der Europäischen Norm durch Hinweise auf die Möglichkeit nationaler Festlegungen gekennzeichnet. Eine Liste dieser Textstellen befindet sich im Unterabschnitt NA 2.1.
Dieser Nationale Anhang ist Bestandteil von DIN EN 1999-1-3:2011-11.
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DIN EN 1999-1-3/NA:2013-01
4
NA 1 Anwendungsbereich
Dieser Nationale Anhang enthält nationale Festlegungen für den Entwurf, die Berechnung und die Bemes-sung von Bauwerken und Tragwerken aus Aluminium, die bei der Anwendung von DIN EN 1999-1-3:2011-11 in Deutschland zu berücksichtigen sind.
Dieser Nationale Anhang gilt nur in Verbindung mit DIN EN 1999-1-3:2011-11.
NA 2 Nationale Festlegungen zur Anwendung von DIN EN 1999-1-3:2011-11
NA 2.1 Allgemeines
DIN EN 1999-1-3:2011-11 weist an den folgenden Textstellen die Möglichkeit nationaler Festlegungen aus (NDP, en: Nationally determined parameters).
2.1.1 (1)
2.2.1 (4)
2.3.1 (2)
2.3.2 (6)
2.4 (1)
3 (1)
4 (2)
5.8.1 (1)
5.8.2 (1)
6.1.3 (1)
6.2.1 (2)
6.2.1 (7)
6.2.1 (11)
E (5)
E (7)
I.2.2 (1)
I.2.3.2 (1)
I.2.4 (1)
L.2.2 (5)
L.3 (2)
L.4 (3)
L.4 (4)
L.4 (5)
L.5.1 (1)
NA 2.2 Nationale Festlegungen zur Anwendung von DIN EN 1999-1-3:2011-11
NDP zu 2.1.1 (1) Anmerkung
Das in Anhang L beschriebene Verfahren der Bemessung nach dem Konzept der Schadenstoleranz DTD-II darf nur in speziellen Fällen unter Zuziehung von Spezialisten auf dem Gebiet der Anwendung der Bruchmechanik und dann auch nur mit bauaufsichtlichem Verwendbarkeitsnachweis angewendet werden. Versuchsunterstützte Bemessung bedarf eines bauaufsichtlichen Verwendbarkeitsnachweises.
NDP zu 2.2.1 (4) Anmerkung
Festlegungen zu Dlim siehe Anhang L.4.
NDP zu 2.3.1 (2) Anmerkung
Es werden keine weiteren Regelungen getroffen.
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DIN EN 1999-1-3/NA:2013-01
5
NDP zu 2.3.2 (6) Anmerkung
Es gelten die Empfehlungen.
NDP zu 2.4 (1) Anmerkung 1
Es gilt die Empfehlung.
NDP zu 2.4 (1) Anmerkung 2
Es gilt die Empfehlung. Es werden keine weiteren Regelungen getroffen.
NDP zu 3 (1) Anmerkung 1
Es werden keine weiteren Informationen gegeben.
NDP zu 4 (2) Anmerkung
Es werden keine weiteren Regelungen getroffen.
NDP zu 5.8.1 (1) Anmerkung
Es werden keine weiteren Informationen gegeben.
NDP zu 5.8.2 (1) Anmerkung 1
Es werden keine Werte für λi festgelegt, da solche für Aluminium noch nicht ermittelt wurden. λi-Werte für Stahlbauteile dürfen nicht angewendet werden.
NDP zu 6.1.3 (1) Anmerkung 1
Es werden keine weiteren Regelungen festgelegt. Es gelten die Empfehlungen.
NDP zu 6.1.3 (1) Anmerkung 2
Es werden keine weiteren Konstruktionsdetails festgelegt.
NDP zu 6.2.1 (2) Anmerkung 2
Festlegungen zu γMf siehe Anhang L.4.
NDP zu 6.2.1 (7) Anmerkung
Es werden keine weiteren Regelungen getroffen.
NDP zu 6.2.1 (11) Anmerkung
Bei Materialdicken bis zu 15 mm wird bei nachstehend aufgeführten Typnummern gemäß den Tabellen J.1, J.2, J.5, J.7 und J.9 eine Erhöhung der Ermüdungsspannungswerte um 1 Detailkategoriestufe zugelassen. In Fällen bei denen Δσ1 und Δσ2 betragsmäßig gleich sind (reine Biegebeanspruchung) dürfen die Ermüdungsspannungswerte um 2 Detailkategoriestufen erhöht werden. Diese Regelung gilt für die Typnummern: 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 5.1, 5.2, 7.1.1, 7.1.2, 7.2.1, 7.2.2, 7.2.3, 7.3.1, 7.3.2, 7.4.1, 7.4.2, 7.4.3, 7.6, 9.1 und 9.4.
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6
NDP zu Anhang C
Der Anhang bleibt informativ – siehe aber auch die Ausführungen bei NDP zu 2.1.1(1) betreffend versuchsunterstützter Bemessung.
NDP zu Anhang D
Abschnitt D.1 ist informativ.
Abschnitte D.2 und D.3 sind normativ.
NDP zu Anhang E
Anhang E darf nicht angewendet werden (s.a. NDP zu Anhang M (Klebetechnik)) in DIN EN 1999-1-1/NA. Daher werden keine weiteren Empfehlungen getroffen.
NDP zu Anhang F
Anhang F ist normativ.
NDP zu Anhang G
Anhang G ist normativ.
NDP zu Anhang I
Anhang I ist normativ mit den Einschränkungen zu:
I.2.2: An Gussteilen darf nicht geschweißt werden. Es werden daher keine Ermüdungsfestigkeitswerte für Schweißverbindungen bestimmt.
I.2.3.2 Anmerkung 2: Dieser Abschnitt bleibt informativ. Es werden daher keine Ermüdungsfestigkeitswerte für Bolzenverbindungen bestimmt. Ermüdungsfestigkeitswerte gemäß Tabelle J.15 dürfen nicht verwendet werden. Ermüdungsfestigkeitswerte sind somit im Rahmen eines bauaufsichtlichen Verwendbarkeitsnachweises festzulegen.
I.2.4: Gussteile dürfen nicht durch Kleben (tragende Verbindungen) mit anderen Bauteilen verbunden werden. Es werden daher keine Ermüdungsfestigkeitswerte für solche Klebeverbindungen bestimmt.
NDP zu Anhang J
Anhang J ist normativ, mit Ausnahme von Tabelle J.15 Typ Nr. 15.2. Tabelle J.15 Typ Nr. 15.2 gilt nur für nicht vorgespannte Passschrauben. Die Ausführung hat den Anforderungen an Passschraubenverbindungen zu genügen.
NDP zu Anhang K
Anhang K ist informativ.
NDP zu Anhang L
Anhang L ist normativ. Die DTD-II betreffenden Regelungen sind informativ (s.a. NDP zu 2.1.1(1)).
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NDP zu L.2.2 (5) Anmerkung
Der Ermüdungsnachweis sollte ausschließlich auf dem Bemessungswert der Ermüdungsfestigkeit beruhen, der durch Anwendung eines Teilsicherheitsbeiwerts γMf auf die charakteristische Ermüdungsfestigkeit abgeleitet wird (siehe L.4 (2)), d.h. Nachweis nach Gl. (L.1). Die Festlegungen von Werten für Dlim in L.4 (4) entfällt daher.
NDP zu L.3 (2) Anmerkung
Es gelten die Empfehlungen der Tabelle L.1.
NDP zu L.4 (3) Anmerkung 1
Es gelten die Empfehlungen der Tabelle L.2. Bezüglich der Zuordnung zur Ausführungsklasse (EXC) siehe NDP zu L.4 (3) Anmerkung 2.
NDP zu L.4 (3) Anmerkung 2
Als Kriterium für die Wahl des in Tabelle L.2 angegebenen Wertes für γMf soll die für das Bauwerk bzw. Bauteil festgelegte Ausführungsklasse dienen. Dabei gelten für die Anwendung der Tabelle L.2:
Für die Ausführungsklassen EXC1 und EXC2 gelten die in der Spalte für CC1 aufgeführten γMf-Werte.
Für die Ausführungsklassen EXC3 gelten die in der Spalte für CC2 aufgeführten γMf-Werte.
Für die Ausführungsklassen EXC4 gelten die in der Spalte für CC3 aufgeführten γMf-Werte.
NDP zu L.4 (4) Anmerkung
Es werden keine Werte für Dlim festgelegt, weil das diesbezügliche Nachweisverfahren nicht angewendet werden soll, siehe NDP zu L.2.2(5) Anmerkung.
NDP zu L.4 (5) Anmerkung
Es werden keine Werte für Dlim festgelegt, weil das Bemessungsverfahren DTD-II nicht angewendet werden soll, siehe NDP zu 2.1.1(1) Anmerkung.
NDP zu L.5.1 (1) Anmerkung
Es werden keine weiteren Kriterien zur Festlegung der Beanspruchungskategorie festgelegt. Grundsätzlich gelten bezüglich der Einstufung in die Beanspruchungskategorie die Ausführungen in 2.1.1 (3).
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DIN EN 14992:2012-09
2
Anwendungsbeginn
Anwendungsbeginn dieser Norm ist voraussichtlich 2012-09-01.
Die CE-Kennzeichnung von Bauprodukten nach dieser DIN-EN-Norm in Deutschland kann erst nach der Veröffentlichung der Fundstelle dieser DIN-EN-Norm im Bundesanzeiger von dem dort genannten Termin an erfolgen.
Nationales Vorwort
Dieses Dokument (EN 14992:2007+A1:2012) wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 229 „Vorgefertigte Betonerzeugnisse“, dessen Sekretariat von AFNOR (Frankreich) gehalten wird, erarbeitet.
Die deutschen Experten aus dem Spiegelausschuss NA 005-07-08 AA „Betonfertigteile (SpA CEN/TC 229)“ des Normenausschusses Bauwesen (NABau) haben die Arbeiten an diesem Dokument begleitet.
Änderungen
Gegenüber DIN EN 14992:2007-07 wurden folgende Änderungen vorgenommen:
a) der Anwendungsbereich wurde um faserbewehrten Beton erweitert;
b) Materialanforderungen wurden entsprechend der Änderung des Anwendungsbereichs ergänzt;
c) Anhang Y zur Wahl des Verfahrens zur CE-Kennzeichnung wurde entfernt;
d) Anhang ZA wurde redaktionell überarbeitet und in Bezug auf Verweise auf relevante Abschnitte dieser Norm angepasst.
Frühere Ausgaben
DIN EN 14992: 2007-07
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EUROPÄISCHE NORM
EUROPEAN STANDARD
NORME EUROPÉENNE
EN 14992:2007+A1
Juni 2012
ICS 91.060.10; 91.140.30 Ersatz für EN 14992:2007
Deutsche Fassung
Betonfertigteile - Wandelemente
Precast concrete products - Wall elements Produits préfabriqués en béton - Eléments de mur
Diese Europäische Norm wurde vom CEN am 17. Februar 2007 angenommen und schließt Änderung 1 ein, die am 7. April 2012 vom CEN angenommen wurde. Die CEN-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschäftsordnung zu erfüllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen dieser Europäischen Norm ohne jede Änderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listen dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim Management-Zentrum des CEN-CENELEC oder bei jedem CEN-Mitglied auf Anfrage erhältlich. Diese Europäische Norm besteht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Französisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache, die von einem CEN-Mitglied in eigener Verantwortung durch Übersetzung in seine Landessprache gemacht und dem Management-Zentrum mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen. CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Bulgarien, Dänemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, Österreich, Polen, Portugal, Rumänien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, der Türkei, Ungarn, dem Vereinigten Königreich und Zypern.
EUR OP ÄIS C HES KOM ITEE FÜR NOR M UNG EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION C O M I T É E U R O P É E N D E N O R M A LI S A T I O N
Management-Zentrum: Avenue Marnix 17, B-1000 Brüssel
© 2012 CEN Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten.
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EN 14992:2007+A1:2012 (D)
2
Inhalt
Seite
Die Abschnitte sind zumindest für die ersten drei Ziffern genau entsprechend EN 13369:2004, Allgemeine Regeln für Betonfertigteile, nummeriert. In denjenigen Fällen, in denen der betreffende Abschnitt von EN 13369:2004 nicht anwendbar oder in einer allgemeineren Verweisung dieser Norm enthalten ist, wurde die entsprechende Nummer ausgelassen, wodurch sich Lücken in der Nummerierung ergeben können.
Vorwort ................................................................................................................................................................4
Einleitung .............................................................................................................................................................6
1 Anwendungsbereich .............................................................................................................................7
2 Normative Verweisungen ......................................................................................................................7
3 Begriffe ...................................................................................................................................................7 4 Anforderungen .................................................................................................................................... 11 4.1 Anforderungen an die Baustoffe ....................................................................................................... 11 4.2 Anforderungen an die Herstellung.................................................................................................... 11 4.3 Anforderungen an das Endprodukt .................................................................................................. 11 4.3.1 Geometrische Eigenschaften ............................................................................................................ 11 4.3.2 Oberflächenbeschaffenheit ............................................................................................................... 12 4.3.3 Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Einwirkungen ............................................................. 12 4.3.4 Feuerwiderstand und Brandverhalten .............................................................................................. 13 4.3.5 Schallschutztechnische Eigenschaften ........................................................................................... 13 4.3.6 Wärmeschutztechnische Eigenschaften .......................................................................................... 13 4.3.7 Dauerhaftigkeit .................................................................................................................................... 13 4.3.8 Sonstige Anforderungen .................................................................................................................... 13 5 Prüfverfahren ...................................................................................................................................... 14 5.1 Allgemeines ......................................................................................................................................... 14 5.2 Wasserdampfdurchlässigkeit ............................................................................................................ 14 5.3 Wasserundurchlässigkeit .................................................................................................................. 14
6 Bewertung der Konformität ............................................................................................................... 14 6.1 Allgemeines ......................................................................................................................................... 14 6.2 Typprüfung .......................................................................................................................................... 14 6.3 Werkseigene Produktionskontrolle .................................................................................................. 14
7 Kennzeichnung ................................................................................................................................... 14
8 Technische Dokumentation ............................................................................................................... 14
Anhang A (informativ) Zusätzliche Bemessungsregeln ............................................................................... 15 A.1 Elementwände ..................................................................................................................................... 15 A.1.1 Bemessung für tragende Zwecke ..................................................................................................... 15 A.1.2 Schubkraftübertragung in Fugen ...................................................................................................... 15 A.1.3 Konstruktive Druckfugen bei tragenden Wänden ........................................................................... 15 A.2 Bauliche Durchbildung der Bewehrung ........................................................................................... 16 A.2.1 Rippen .................................................................................................................................................. 16 A.2.2 Bewehrung für Sandwichwände ....................................................................................................... 16 A.2.3 Bewehrung für gewichtsreduzierte Wände ...................................................................................... 17
Anhang B (informativ) Betonieren von Elementwänden auf der Baustelle ................................................ 18
Anhang C (normativ) Prüfpläne ...................................................................................................................... 20 C.1 Zu D.3.2 Prüfung der Herstellung — Sonstige Prüfgegenstände .................................................. 20 C.2 Zu EN 13369:2004, D.4 Prüfung des Endproduktes ........................................................................ 20
Anhang ZA (informativ) ! Abschnitte dieser Europäischen Norm, die Bestimmungen der EU-Bauproduktenrichtlinie betreffen ................................................................................................ 21
ZA.1 Anwendungsbereich und maßgebende Eigenschaften .................................................................. 21
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Inhalt
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Die Abschnitte sind zumindest für die ersten drei Ziffern genau entsprechend EN 13369:2004, Allgemeine Regeln für Betonfertigteile, nummeriert. In denjenigen Fällen, in denen der betreffende Abschnitt von EN 13369:2004 nicht anwendbar oder in einer allgemeineren Verweisung dieser Norm enthalten ist, wurde die entsprechende Nummer ausgelassen, wodurch sich Lücken in der Nummerierung ergeben können.
Vorwort ................................................................................................................................................................4
Einleitung .............................................................................................................................................................6
1 Anwendungsbereich .............................................................................................................................7
2 Normative Verweisungen ......................................................................................................................7
3 Begriffe ...................................................................................................................................................7 4 Anforderungen .................................................................................................................................... 11 4.1 Anforderungen an die Baustoffe ....................................................................................................... 11 4.2 Anforderungen an die Herstellung.................................................................................................... 11 4.3 Anforderungen an das Endprodukt .................................................................................................. 11 4.3.1 Geometrische Eigenschaften ............................................................................................................ 11 4.3.2 Oberflächenbeschaffenheit ............................................................................................................... 12 4.3.3 Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Einwirkungen ............................................................. 12 4.3.4 Feuerwiderstand und Brandverhalten .............................................................................................. 13 4.3.5 Schallschutztechnische Eigenschaften ........................................................................................... 13 4.3.6 Wärmeschutztechnische Eigenschaften .......................................................................................... 13 4.3.7 Dauerhaftigkeit .................................................................................................................................... 13 4.3.8 Sonstige Anforderungen .................................................................................................................... 13 5 Prüfverfahren ...................................................................................................................................... 14 5.1 Allgemeines ......................................................................................................................................... 14 5.2 Wasserdampfdurchlässigkeit ............................................................................................................ 14 5.3 Wasserundurchlässigkeit .................................................................................................................. 14
6 Bewertung der Konformität ............................................................................................................... 14 6.1 Allgemeines ......................................................................................................................................... 14 6.2 Typprüfung .......................................................................................................................................... 14 6.3 Werkseigene Produktionskontrolle .................................................................................................. 14
7 Kennzeichnung ................................................................................................................................... 14
8 Technische Dokumentation ............................................................................................................... 14
Anhang A (informativ) Zusätzliche Bemessungsregeln ............................................................................... 15 A.1 Elementwände ..................................................................................................................................... 15 A.1.1 Bemessung für tragende Zwecke ..................................................................................................... 15 A.1.2 Schubkraftübertragung in Fugen ...................................................................................................... 15 A.1.3 Konstruktive Druckfugen bei tragenden Wänden ........................................................................... 15 A.2 Bauliche Durchbildung der Bewehrung ........................................................................................... 16 A.2.1 Rippen .................................................................................................................................................. 16 A.2.2 Bewehrung für Sandwichwände ....................................................................................................... 16 A.2.3 Bewehrung für gewichtsreduzierte Wände ...................................................................................... 17
Anhang B (informativ) Betonieren von Elementwänden auf der Baustelle ................................................ 18
Anhang C (normativ) Prüfpläne ...................................................................................................................... 20 C.1 Zu D.3.2 Prüfung der Herstellung — Sonstige Prüfgegenstände .................................................. 20 C.2 Zu EN 13369:2004, D.4 Prüfung des Endproduktes ........................................................................ 20
Anhang ZA (informativ) ! Abschnitte dieser Europäischen Norm, die Bestimmungen der EU-Bauproduktenrichtlinie betreffen ................................................................................................ 21
ZA.1 Anwendungsbereich und maßgebende Eigenschaften .................................................................. 21
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EN 14992:2007+A1:2012 (D)
3
ZA.2 Verfahren der Konformitätsbescheinigung von vorgefertigten Betonwandbauteilen mit oder ohne Fassadenfunktion ............................................................................................................. 24
ZA.2.1 Systeme der Konformitätsbescheinigung ........................................................................................ 24 ZA.2.2 EG-Zertifikat und Konformitätserklärung ......................................................................................... 26 ZA.3 CE-Kennzeichnung und Etikettierung ............................................................................................... 27 ZA.3.1 Allgemeines ......................................................................................................................................... 27 ZA.3.2 Angabe von geometrischen Daten und Baustoffeigenschaften (Verfahren 1) ............................. 29 ZA.3.3 Angabe der Produkteigenschaften (Verfahren 2) ............................................................................ 31 ZA.3.4 Erklärung der Übereinstimmung mit einer gegebenen, durch den Kunden bereitgestellten
Bemessungsspezifikation (Verfahren 3a) ......................................................................................... 33 ZA.3.5 Erklärung der Übereinstimmung mit einer Bemessungsspezifikation, die der Hersteller
dem Kundenauftrag entsprechend vorgegeben hat (Verfahren 3b) .............................................. 35
Literaturhinweise .............................................................................................................................................. 37
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ZA.2 Verfahren der Konformitätsbescheinigung von vorgefertigten Betonwandbauteilen mit oder ohne Fassadenfunktion ............................................................................................................. 24
ZA.2.1 Systeme der Konformitätsbescheinigung ........................................................................................ 24 ZA.2.2 EG-Zertifikat und Konformitätserklärung ......................................................................................... 26 ZA.3 CE-Kennzeichnung und Etikettierung ............................................................................................... 27 ZA.3.1 Allgemeines ......................................................................................................................................... 27 ZA.3.2 Angabe von geometrischen Daten und Baustoffeigenschaften (Verfahren 1) ............................. 29 ZA.3.3 Angabe der Produkteigenschaften (Verfahren 2) ............................................................................ 31 ZA.3.4 Erklärung der Übereinstimmung mit einer gegebenen, durch den Kunden bereitgestellten
Bemessungsspezifikation (Verfahren 3a) ......................................................................................... 33 ZA.3.5 Erklärung der Übereinstimmung mit einer Bemessungsspezifikation, die der Hersteller
dem Kundenauftrag entsprechend vorgegeben hat (Verfahren 3b) .............................................. 35
Literaturhinweise .............................................................................................................................................. 37
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EN 14992:2007+A1:2012 (D)
4
Vorwort
Dieses Dokument (EN 14992:2007+A1:2012) wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 229 „Vorgefertigte Betonerzeugnisse“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom AFNOR gehalten wird, und wurde von einer durch die Liaison-Gruppe CEN/TC 229 – TC 250 ernannten gemeinsamen Arbeitsgruppe insbesondere auf seine Kompatibilität mit den Eurocodes für den Ingenieurbau geprüft und verabschiedet.
Diese Europäische Norm muss den Status einer nationalen Norm erhalten, entweder durch Veröffentlichung eines identischen Textes oder durch Anerkennung bis November 2012, und etwaige entgegenstehende nationale Normen müssen bis November 2012 zurückgezogen werden.
Dieses Dokument ersetzt EN 14992:2007.
Dieses Dokument enthält die Änderung A1, die am 2012-04-07 von CEN angenommen wurde.
Anfang und Ende der durch die Änderung eingefügten oder geänderten Texte sind jeweils durch Änderungs-marken ! " angegeben.
Dieses Dokument wurde unter einem Mandat erarbeitet, das die Europäische Kommission und die Europäische Freihandelszone dem CEN erteilt haben, und unterstützt grundlegende Anforderungen der EU-Richtlinien (89/106/EWG).
Zum Zusammenhang mit EU-Richtlinien siehe informativen Anhang ZA, der Bestandteil dieses Dokuments ist.
Dieses Dokument ist Teil einer Reihe von Produktnormen für Betonfertigteile.
Für Aspekte, die alle Betonfertigteile betreffen, wird auf EN 13369, Allgemeine Regeln für Betonfertigteile verwiesen, aus der auch die relevanten Anforderungen von EN 206-1, Beton — Teil 1: Festlegung, Eigen-schaften, Herstellung und Konformität, entnommen werden.
Die Verweise auf EN 13369:2004 in den Produktnormen des CEN/TC 229 dienen der Homogenität und verhindern die Wiederholung von ähnlichen Anforderungen.
In Bezug auf die Bemessung wird auf die Eurocodes verwiesen. !Der Einbau von einigen Betonfertigteilen für tragende Zwecke wird in der Europäischen Norm EN 13670, Ausführung von Tragwerken aus Beton, behandelt." !gestrichener Text"
Das Programm von Normen für Betonfertigteile für tragende Zwecke umfasst folgende Normen, die in einigen Fällen aus mehreren Teilen bestehen:
EN 1168, Betonfertigteile — Hohlplatten
EN 12794, Betonfertigteile — Gründungspfähle
EN 12843, Betonfertigteile — Maste
EN 13224, Betonfertigteile — Deckenplatten mit Stegen
EN 13225, Betonfertigteile — Stabförmige Bauteile
EN 13693, Betonfertigteile — Besondere Fertigteile für Dächer
EN 13747, Betonfertigteile — Deckenplatten mit Ortbetonergänzung
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Vorwort
Dieses Dokument (EN 14992:2007+A1:2012) wurde vom Technischen Komitee CEN/TC 229 „Vorgefertigte Betonerzeugnisse“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom AFNOR gehalten wird, und wurde von einer durch die Liaison-Gruppe CEN/TC 229 – TC 250 ernannten gemeinsamen Arbeitsgruppe insbesondere auf seine Kompatibilität mit den Eurocodes für den Ingenieurbau geprüft und verabschiedet.
Diese Europäische Norm muss den Status einer nationalen Norm erhalten, entweder durch Veröffentlichung eines identischen Textes oder durch Anerkennung bis November 2012, und etwaige entgegenstehende nationale Normen müssen bis November 2012 zurückgezogen werden.
Dieses Dokument ersetzt EN 14992:2007.
Dieses Dokument enthält die Änderung A1, die am 2012-04-07 von CEN angenommen wurde.
Anfang und Ende der durch die Änderung eingefügten oder geänderten Texte sind jeweils durch Änderungs-marken ! " angegeben.
Dieses Dokument wurde unter einem Mandat erarbeitet, das die Europäische Kommission und die Europäische Freihandelszone dem CEN erteilt haben, und unterstützt grundlegende Anforderungen der EU-Richtlinien (89/106/EWG).
Zum Zusammenhang mit EU-Richtlinien siehe informativen Anhang ZA, der Bestandteil dieses Dokuments ist.
Dieses Dokument ist Teil einer Reihe von Produktnormen für Betonfertigteile.
Für Aspekte, die alle Betonfertigteile betreffen, wird auf EN 13369, Allgemeine Regeln für Betonfertigteile verwiesen, aus der auch die relevanten Anforderungen von EN 206-1, Beton — Teil 1: Festlegung, Eigen-schaften, Herstellung und Konformität, entnommen werden.
Die Verweise auf EN 13369:2004 in den Produktnormen des CEN/TC 229 dienen der Homogenität und verhindern die Wiederholung von ähnlichen Anforderungen.
In Bezug auf die Bemessung wird auf die Eurocodes verwiesen. !Der Einbau von einigen Betonfertigteilen für tragende Zwecke wird in der Europäischen Norm EN 13670, Ausführung von Tragwerken aus Beton, behandelt." !gestrichener Text"
Das Programm von Normen für Betonfertigteile für tragende Zwecke umfasst folgende Normen, die in einigen Fällen aus mehreren Teilen bestehen:
EN 1168, Betonfertigteile — Hohlplatten
EN 12794, Betonfertigteile — Gründungspfähle
EN 12843, Betonfertigteile — Maste
EN 13224, Betonfertigteile — Deckenplatten mit Stegen
EN 13225, Betonfertigteile — Stabförmige Bauteile
EN 13693, Betonfertigteile — Besondere Fertigteile für Dächer
EN 13747, Betonfertigteile — Deckenplatten mit Ortbetonergänzung
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EN 14992:2007+A1:2012 (D)
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EN 13978, Betonfertigteile — Betonfertiggaragen
EN 14843, Betonfertigteile — Treppen
EN 14844, Betonfertigteile — Hohlkastenelemente
EN 14991, Betonfertigteile — Gründungselemente
EN 14992, Betonfertigteile — Wandelemente
!EN 15037," Betonfertigteile — Balkendecken mit Zwischenbauteilen
EN 15050, Betonfertigteile — Fertigteile für Brücken
!EN 15258," Betonfertigteile — Stützwandelemente
Im Anhang ZA dieser Norm werden die Verfahren zur Anbringung der CE-Kennzeichnung auf Produkte festgelegt, die unter Anwendung der maßgebenden EN-Eurocodes (EN 1992-1-1 und EN 1992-1-2) bemessen wurden. Für den Fall, dass die in EN-Eurocodes festgelegten Anwendungsbedingungen auf der Baustelle am Bestimmungsort nicht eingehalten und für die mechanische Festigkeit und/oder den Feuerwiderstand andere Bemessungsregeln als die EN-Eurocodes verwendet werden, sind die Bedingungen für die Anbringung des CE-Kennzeichens am Produkt in ZA.3.4 beschrieben.
Entsprechend der CEN/CENELEC-Geschäftsordnung sind die nationalen Normungsinstitute der folgenden Länder gehalten, diese Europäische Norm zu übernehmen: Belgien, Bulgarien, Dänemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, Niederlande, Norwegen, Österreich, Polen, Portugal, Rumänien, Schweden, Schweiz, Slowakei, Slowenien, Spanien, Tschechische Republik, Türkei, Ungarn, Vereinigtes Königreich und Zypern.
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Einleitung
Die in dieser Norm aufgeführte Konformitätsbewertung bezieht sich auf die in Verkehr gebrachten Betonfertigteile und deckt alle Herstellvorgänge im Werk ab.
Regeln für die Bemessung können EN 1992-1-1 entnommen werden. Soweit erforderlich, sind ergänzend weitere Regeln angegeben.
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1 Anwendungsbereich
Diese Europäische Norm gilt für vorgefertigte Wände aus Normal- oder Leichtbeton mit dichtem Gefüge. ! Des Weiteren darf faserverstärkter Beton (Stahl, Polymer oder weitere, durch Europäische Normen erfasste Fasern) verwendet werden. Diese Wandelemente" können eine Fassadenfunktion (siehe 3.11), eine Verblendfunktion (siehe 3.12) oder eine Kombination dieser Funktionen haben.
Zur Fassadenfunktion kann gehören:
Wärmedämmung (siehe 3.11.1);
Schalldämmung (siehe 3.11.2);
Feuchteregelung (siehe 3.11.3)
oder eine Kombination dieser Funktionen.
Vorgefertigte Wände können unbewehrt, mit einer Bewehrung versehen oder vorgespannt sein. Sie können tragend oder nicht tragend sein.
Zu ihnen gehören:
Vollwände;
Elementwände;
Sandwichwände;
gewichtsreduzierte Wände;
Verkleidungen.
Das Wandbauteil kann auch die Funktion einer Stütze oder eines Balkens haben.
2 Normative Verweisungen
Die folgenden zitierten Dokumente sind für die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschließlich aller Änderungen).
EN 1992-1-1:2004, Eurocode 2: Planung von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken — Teil 1-1: Grundlagen und Anwendungsregeln für den Hochbau
EN 13369:2004, Allgemeine Regeln für Betonfertigteile
EN ISO 12572, Wärme- und feuchtetechnisches Verhalten von Baustoffen und Bauprodukten — Bestimmung der Wasserdampfdurchlässigkeit (ISO 12572:2001)
3 Begriffe
Für die Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe nach EN 13369:2004 und die folgenden Begriffe. In der Regel bezieht sich die Benennung „Produkt“ auf ein in großen Stückzahlen hergestelltes Bauteil. Zu allgemeinen Begriffen siehe EN 13369:2004, Abschnitt 3.
3.1 Wände vertikal oder schräg einzubauende, ebene oder gebogene zweidimensionale Bauteile
3.2 tragende Wand konstruktives Wandbauteil, das äußere Lasten trägt oder für die Sicherheit von Personen wichtig ist
BEISPIEL Platten für Fassaden und Brüstungen, ausgenommen kleine Bekleidungsplatten.
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1 Anwendungsbereich
Diese Europäische Norm gilt für vorgefertigte Wände aus Normal- oder Leichtbeton mit dichtem Gefüge. ! Des Weiteren darf faserverstärkter Beton (Stahl, Polymer oder weitere, durch Europäische Normen erfasste Fasern) verwendet werden. Diese Wandelemente" können eine Fassadenfunktion (siehe 3.11), eine Verblendfunktion (siehe 3.12) oder eine Kombination dieser Funktionen haben.
Zur Fassadenfunktion kann gehören:
Wärmedämmung (siehe 3.11.1);
Schalldämmung (siehe 3.11.2);
Feuchteregelung (siehe 3.11.3)
oder eine Kombination dieser Funktionen.
Vorgefertigte Wände können unbewehrt, mit einer Bewehrung versehen oder vorgespannt sein. Sie können tragend oder nicht tragend sein.
Zu ihnen gehören:
Vollwände;
Elementwände;
Sandwichwände;
gewichtsreduzierte Wände;
Verkleidungen.
Das Wandbauteil kann auch die Funktion einer Stütze oder eines Balkens haben.
2 Normative Verweisungen
Die folgenden zitierten Dokumente sind für die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschließlich aller Änderungen).
EN 1992-1-1:2004, Eurocode 2: Planung von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken — Teil 1-1: Grundlagen und Anwendungsregeln für den Hochbau
EN 13369:2004, Allgemeine Regeln für Betonfertigteile
EN ISO 12572, Wärme- und feuchtetechnisches Verhalten von Baustoffen und Bauprodukten — Bestimmung der Wasserdampfdurchlässigkeit (ISO 12572:2001)
3 Begriffe
Für die Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe nach EN 13369:2004 und die folgenden Begriffe. In der Regel bezieht sich die Benennung „Produkt“ auf ein in großen Stückzahlen hergestelltes Bauteil. Zu allgemeinen Begriffen siehe EN 13369:2004, Abschnitt 3.
3.1 Wände vertikal oder schräg einzubauende, ebene oder gebogene zweidimensionale Bauteile
3.2 tragende Wand konstruktives Wandbauteil, das äußere Lasten trägt oder für die Sicherheit von Personen wichtig ist
BEISPIEL Platten für Fassaden und Brüstungen, ausgenommen kleine Bekleidungsplatten.
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3.3 nicht tragende Wand Wand, die nur ihr Eigengewicht trägt und weder für die Standsicherheit des Gebäudes noch für die Sicherheit von Personen erforderlich ist
3.4 Vollwand Wand mit einer beliebigen Form, die als Ganzes einschließlich Bewehrung und Haltevorrichtungen hergestellt wird
ANMERKUNG Siehe Bild 1.
3.5 Elementwand Wand aus zwei vorgefertigten bewehrten Schichten, die unter Einhaltung eines Zwischenraums mithilfe eines Gitterträgersystems miteinander verbunden sind
ANMERKUNG 1 Siehe Bild 2.
ANMERKUNG 2 Der Zwischenraum zwischen den Schichten wird mit Ortbeton verfüllt. Elementwände können aus einer Schalenkonstruktion mit Gitterträgern bestehen, deren andere Seite durch eine bestehende Wand oder während des Einbaus durch eine andere Schalung begrenzt wird.
3.6 Sandwichwand Wand, die aus einer Tragschicht, einer Wärmedämmschicht, ggf. einer Luftschicht, und einer Vorsatzschicht besteht
ANMERKUNG 1 Siehe Bild 3.
ANMERKUNG 2 Die Schichten können starr verbunden oder so miteinander verbunden sein, dass die Bewegung der Schichten relativ zueinander in einer Ebene möglich ist.
3.6.1 Vorsatzschicht äußerste Schicht eines Sandwichwandbauteils
3.6.2 Tragschicht tragende Schicht eines Sandwichbauteils, ! die massiv oder gewichtsreduziert sein kann"
ANMERKUNG Sie überträgt ihre Eigenlast und die Last der Vorsatzschicht auf die Konstruktion. Sie kann auch die Lasten anderer Bauteile übertragen.
3.7 gewichtsreduzierte Wand Wand, die im Betonfertigteilwerk als Ganzes hergestellt wird
ANMERKUNG 1 Siehe Bild 4.
ANMERKUNG 2 Sie kann aus zwei äußeren Schichten aus Beton und dazwischen angeordneten Blöcken aus Leichtbaumaterialien (z. B. Polystyrol- oder Polyurethan-Schaumstoff) bestehen oder mit inneren Hohlräumen versehen sein.
3.8 Bekleidung nicht tragende Platte, die mithilfe von Verbindungssystemen an der Konstruktion befestigt ist
ANMERKUNG 1 Siehe Bild 5.
ANMERKUNG 2 Zwischen dieser Platte und dem Tragwerk kann ein Dämmsystem eingebaut werden.
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3.3 nicht tragende Wand Wand, die nur ihr Eigengewicht trägt und weder für die Standsicherheit des Gebäudes noch für die Sicherheit von Personen erforderlich ist
3.4 Vollwand Wand mit einer beliebigen Form, die als Ganzes einschließlich Bewehrung und Haltevorrichtungen hergestellt wird
ANMERKUNG Siehe Bild 1.
3.5 Elementwand Wand aus zwei vorgefertigten bewehrten Schichten, die unter Einhaltung eines Zwischenraums mithilfe eines Gitterträgersystems miteinander verbunden sind
ANMERKUNG 1 Siehe Bild 2.
ANMERKUNG 2 Der Zwischenraum zwischen den Schichten wird mit Ortbeton verfüllt. Elementwände können aus einer Schalenkonstruktion mit Gitterträgern bestehen, deren andere Seite durch eine bestehende Wand oder während des Einbaus durch eine andere Schalung begrenzt wird.
3.6 Sandwichwand Wand, die aus einer Tragschicht, einer Wärmedämmschicht, ggf. einer Luftschicht, und einer Vorsatzschicht besteht
ANMERKUNG 1 Siehe Bild 3.
ANMERKUNG 2 Die Schichten können starr verbunden oder so miteinander verbunden sein, dass die Bewegung der Schichten relativ zueinander in einer Ebene möglich ist.
3.6.1 Vorsatzschicht äußerste Schicht eines Sandwichwandbauteils
3.6.2 Tragschicht tragende Schicht eines Sandwichbauteils, ! die massiv oder gewichtsreduziert sein kann"
ANMERKUNG Sie überträgt ihre Eigenlast und die Last der Vorsatzschicht auf die Konstruktion. Sie kann auch die Lasten anderer Bauteile übertragen.
3.7 gewichtsreduzierte Wand Wand, die im Betonfertigteilwerk als Ganzes hergestellt wird
ANMERKUNG 1 Siehe Bild 4.
ANMERKUNG 2 Sie kann aus zwei äußeren Schichten aus Beton und dazwischen angeordneten Blöcken aus Leichtbaumaterialien (z. B. Polystyrol- oder Polyurethan-Schaumstoff) bestehen oder mit inneren Hohlräumen versehen sein.
3.8 Bekleidung nicht tragende Platte, die mithilfe von Verbindungssystemen an der Konstruktion befestigt ist
ANMERKUNG 1 Siehe Bild 5.
ANMERKUNG 2 Zwischen dieser Platte und dem Tragwerk kann ein Dämmsystem eingebaut werden.
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EN 14992:2007+A1:2012 (D)
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3.9 kleinteilige Bekleidung unbewehrtes Bekleidungsbauteil mit einer Fläche von höchstens 2,25 m2, einer Länge von höchstens 1,5 m und einer Dicke von weniger als 80 mm
3.10 Bauteil aus unbewehrtem Beton Betonbauteil, das weniger Bewehrung als die nach der entsprechenden Bemessungsvorschrift geforderte Mindestbewehrung enthält
BEISPIEL EN 1992-1-1:2004, 9.6.
3.11 Fassadenfunktionen
3.11.1 Wärmedämmung das Vermögen, die Wärmeleitung zu begrenzen
3.11.2 Schalldämmung das Vermögen, den Schalldurchgang zu verringern
3.11.3 Feuchteregelung das Vermögen, die Bildung von Kondensat in der Wandkonstruktion und besonders in den Dämmmaterialien, die häufig hygroskop sind, zu verhindern
3.12 Verblendfunktion Fähigkeit, bestimmte maßspezifische Anforderungen, ästhetische Anforderungen an die Oberflächenbeschaf-fenheit und/oder an die Form oder eine Kombination dieser Anforderungen zu erfüllen
Bild 1 — Beispiele für Vollwände
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3.9 kleinteilige Bekleidung unbewehrtes Bekleidungsbauteil mit einer Fläche von höchstens 2,25 m2, einer Länge von höchstens 1,5 m und einer Dicke von weniger als 80 mm
3.10 Bauteil aus unbewehrtem Beton Betonbauteil, das weniger Bewehrung als die nach der entsprechenden Bemessungsvorschrift geforderte Mindestbewehrung enthält
BEISPIEL EN 1992-1-1:2004, 9.6.
3.11 Fassadenfunktionen
3.11.1 Wärmedämmung das Vermögen, die Wärmeleitung zu begrenzen
3.11.2 Schalldämmung das Vermögen, den Schalldurchgang zu verringern
3.11.3 Feuchteregelung das Vermögen, die Bildung von Kondensat in der Wandkonstruktion und besonders in den Dämmmaterialien, die häufig hygroskop sind, zu verhindern
3.12 Verblendfunktion Fähigkeit, bestimmte maßspezifische Anforderungen, ästhetische Anforderungen an die Oberflächenbeschaf-fenheit und/oder an die Form oder eine Kombination dieser Anforderungen zu erfüllen
Bild 1 — Beispiele für Vollwände
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Legende 1 Ortbeton
Bild 2 — Beispiele für Elementwände
Bild 3 — Beispiele für Sandwichwände
Bild 4 — Beispiele für gewichtsreduzierte Wände
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Bild 5 — Beispiel für Bekleidungselemente
4 Anforderungen
4.1 Anforderungen an die Baustoffe
Es gilt EN 13369:2004, 4.1.
Zusätzlich gilt EN 1992-1-1:2004, 10.9.4.1.
! Es darf auch faserverstärkter Beton (Stahl – siehe EN 14889-1, Polymer – siehe EN 14889-2 oder weitere, durch Europäische Normen erfasste Fasern – siehe EN 15422) unter der Voraussetzung verwendet werden, dass die Fasern in die statische Berechnung nicht einbezogen werden."
4.2 Anforderungen an die Herstellung
Es gilt EN 13369:2004, 4.2.
4.3 Anforderungen an das Endprodukt
4.3.1 Geometrische Eigenschaften
4.3.1.1 Herstellungstoleranzen
Zusätzlich zu EN 13369:2004, 4.3.1.1 gelten die in den Tabellen 1 und 2 angegebenen Grenzabweichungen (vergleiche EN 13369:2004, Bilder J.1 bis J.6).
Falls nicht anders festgelegt, gilt die Klasse B für alle Bauteile.
Tabelle 1 — Grenzabweichungen für die Lage von Öffnungen und Einbauteilen
Klasse Grenzabweichung
A ±10 mm
B ±15 mm
Für Einbauteile, die für Verbindungen vorgesehen sind, dürfen davon abweichende Werte für ihre Lage in der technischen Dokumentation angegeben werden.
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Die Grenzabweichungen für Längen, Höhen, Dicken und Diagonalmaße sind in Tabelle 2 angegeben.
Tabelle 2 — Grenzabweichungen für Maße
Klasse
Grenzabweichung
Grundmaße
0 m – 0,5 m 0,5 m – 3 m > 3 m – 6 m > 6 m – 10 m > 10 m
A ± 3 mma ± 5 mma ± 6 mm ± 8 mm ± 10 mm
B ± 8 mm ± 14 mm ± 16 mm ± 18 mm ± 20 mm
a Im Falle kleinteiliger Bekleidungen ± 2 mm.
Engere Grenzabweichungen dürfen in der technischen Dokumentation festgelegt werden.
4.3.1.2 Mindestmaße für die Bemessung (Nennmaße)
Es gilt EN 13369:2004, 4.3.1.2.
4.3.2 Oberflächenbeschaffenheit
Zusätzlich zu EN 13369:2004, 4.3.2 gilt:
Sofern nicht anders festgelegt, gelten die in Tabelle 3 angegebenen Werte für die Ebenheit von Oberflächen (vergleiche EN 13369:2004, Bilder J.4 und J.5).
Tabelle 3 — Toleranzen für die Ebenheit von Oberflächen
Klasse Messlehren mit Punktabständen bis
0,2 m 3 m A 2 mm 5 mm B 4 mm 10 mm
Klasse A gilt üblicherweise für gegen eine Schalungsform gegossene Oberflächen, während Klasse B, falls nicht anders angegeben, für alle sonstigen Oberflächen gilt.
4.3.3 Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Einwirkungen
4.3.3.1 Bemessung
Zusätzlich zu EN 13369:2004, 4.3.3 darf Anhang A angewendet werden.
4.3.3.2 Bauliche Durchbildung der Bewehrung
Dieser Abschnitt gilt für alle Wandelemente mit Ausnahme von kleinteiligen Bekleidungen.
Die Mindestbewehrung sollte wie folgt verteilt sein:
für Wände mit einer Dicke kleiner oder gleich 120 mm: einlagige Bewehrung in der Mitte des Wandquerschnittes;
für Wände mit einer Dicke größer als 120 mm: zweilagige Bewehrung verteilt in der Wand.
Die zweite Anforderung gilt nicht für Bauteile aus unbewehrtem Beton.
Weitere Empfehlungen sind Anhang A zu entnehmen.
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Die Grenzabweichungen für Längen, Höhen, Dicken und Diagonalmaße sind in Tabelle 2 angegeben.
Tabelle 2 — Grenzabweichungen für Maße
Klasse
Grenzabweichung
Grundmaße
0 m – 0,5 m 0,5 m – 3 m > 3 m – 6 m > 6 m – 10 m > 10 m
A ± 3 mma ± 5 mma ± 6 mm ± 8 mm ± 10 mm
B ± 8 mm ± 14 mm ± 16 mm ± 18 mm ± 20 mm
a Im Falle kleinteiliger Bekleidungen ± 2 mm.
Engere Grenzabweichungen dürfen in der technischen Dokumentation festgelegt werden.
4.3.1.2 Mindestmaße für die Bemessung (Nennmaße)
Es gilt EN 13369:2004, 4.3.1.2.
4.3.2 Oberflächenbeschaffenheit
Zusätzlich zu EN 13369:2004, 4.3.2 gilt:
Sofern nicht anders festgelegt, gelten die in Tabelle 3 angegebenen Werte für die Ebenheit von Oberflächen (vergleiche EN 13369:2004, Bilder J.4 und J.5).
Tabelle 3 — Toleranzen für die Ebenheit von Oberflächen
Klasse Messlehren mit Punktabständen bis
0,2 m 3 m A 2 mm 5 mm B 4 mm 10 mm
Klasse A gilt üblicherweise für gegen eine Schalungsform gegossene Oberflächen, während Klasse B, falls nicht anders angegeben, für alle sonstigen Oberflächen gilt.
4.3.3 Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Einwirkungen
4.3.3.1 Bemessung
Zusätzlich zu EN 13369:2004, 4.3.3 darf Anhang A angewendet werden.
4.3.3.2 Bauliche Durchbildung der Bewehrung
Dieser Abschnitt gilt für alle Wandelemente mit Ausnahme von kleinteiligen Bekleidungen.
Die Mindestbewehrung sollte wie folgt verteilt sein:
für Wände mit einer Dicke kleiner oder gleich 120 mm: einlagige Bewehrung in der Mitte des Wandquerschnittes;
für Wände mit einer Dicke größer als 120 mm: zweilagige Bewehrung verteilt in der Wand.
Die zweite Anforderung gilt nicht für Bauteile aus unbewehrtem Beton.
Weitere Empfehlungen sind Anhang A zu entnehmen.
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EN 14992:2007+A1:2012 (D)
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4.3.4 Feuerwiderstand und Brandverhalten
4.3.4.1 Feuerwiderstand
Der in Form von Klassen angegebene Feuerwiderstand in Bezug auf die Tragfähigkeit R, den Raumabschluss E und die Wärmedämmung I von vorgefertigten Wandelementen aus Normal- oder Leichtbeton mit dichtem Gefüge ist in Übereinstimmung mit EN 13369:2004, 4.3.4.1, 4.3.4.2 und 4.3.4.3 zu definieren.
4.3.4.2 Brandverhalten
Für das Brandverhalten gilt EN 13369:2004, 4.3.4.4.
Bei Wandelementen, die entflammbare Werkstoffe enthalten, z. B. Dämmdämmung in Sandwichwänden, sind diese Werkstoffe in Übereinstimmung mit den nationalen Bestimmungen, die am Verwendungsort gelten, von feuergefährdeten Bereichen abzugrenzen.
Der Wärmedämmstoff ist anzugeben und muss den Anforderungen der zugehörigen Europäischen Produkt-norm entsprechen.
4.3.5 Schallschutztechnische Eigenschaften
Es gilt EN 13369:2004, 4.3.5.
4.3.6 Wärmeschutztechnische Eigenschaften
Es gilt EN 13369:2004, 4.3.6.
4.3.7 Dauerhaftigkeit
Es gilt EN 13369:2004, 4.3.7.
4.3.8 Sonstige Anforderungen
4.3.8.1 Sicherheit bei Transport und Montage
Es gilt EN 13369:2004, 4.3.8.1.
4.3.8.2 Sicherheit beim Gebrauch
Es gilt EN 13369:2004, 4.3.8.2.
4.3.8.3 Wasserdampfdurchlässigkeit
Sofern die Wasserdampfdurchlässigkeit von Bedeutung ist, ist sie nach 5.2 als Wasserdampf-Diffusions-durchlasskoeffizient anzugeben.
4.3.8.4 Wasserundurchlässigkeit
Sofern die Wasserundurchlässigkeit der Außenseite des Bauteils von Bedeutung ist, ist sie nach 5.3 als Wasseraufnahme anzugeben.
4.3.8.5 Befestigung von Bekleidungen
Die Festigkeit der Befestigungsmittel für Bekleidungen ist nach EN 13369:2004, 4.3.3 nachzuweisen.
ANMERKUNG Möglicherweise bestehen bereits Bestimmungen bezüglich des Einbaus des Produktes.
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4.3.4 Feuerwiderstand und Brandverhalten
4.3.4.1 Feuerwiderstand
Der in Form von Klassen angegebene Feuerwiderstand in Bezug auf die Tragfähigkeit R, den Raumabschluss E und die Wärmedämmung I von vorgefertigten Wandelementen aus Normal- oder Leichtbeton mit dichtem Gefüge ist in Übereinstimmung mit EN 13369:2004, 4.3.4.1, 4.3.4.2 und 4.3.4.3 zu definieren.
4.3.4.2 Brandverhalten
Für das Brandverhalten gilt EN 13369:2004, 4.3.4.4.
Bei Wandelementen, die entflammbare Werkstoffe enthalten, z. B. Dämmdämmung in Sandwichwänden, sind diese Werkstoffe in Übereinstimmung mit den nationalen Bestimmungen, die am Verwendungsort gelten, von feuergefährdeten Bereichen abzugrenzen.
Der Wärmedämmstoff ist anzugeben und muss den Anforderungen der zugehörigen Europäischen Produkt-norm entsprechen.
4.3.5 Schallschutztechnische Eigenschaften
Es gilt EN 13369:2004, 4.3.5.
4.3.6 Wärmeschutztechnische Eigenschaften
Es gilt EN 13369:2004, 4.3.6.
4.3.7 Dauerhaftigkeit
Es gilt EN 13369:2004, 4.3.7.
4.3.8 Sonstige Anforderungen
4.3.8.1 Sicherheit bei Transport und Montage
Es gilt EN 13369:2004, 4.3.8.1.
4.3.8.2 Sicherheit beim Gebrauch
Es gilt EN 13369:2004, 4.3.8.2.
4.3.8.3 Wasserdampfdurchlässigkeit
Sofern die Wasserdampfdurchlässigkeit von Bedeutung ist, ist sie nach 5.2 als Wasserdampf-Diffusions-durchlasskoeffizient anzugeben.
4.3.8.4 Wasserundurchlässigkeit
Sofern die Wasserundurchlässigkeit der Außenseite des Bauteils von Bedeutung ist, ist sie nach 5.3 als Wasseraufnahme anzugeben.
4.3.8.5 Befestigung von Bekleidungen
Die Festigkeit der Befestigungsmittel für Bekleidungen ist nach EN 13369:2004, 4.3.3 nachzuweisen.
ANMERKUNG Möglicherweise bestehen bereits Bestimmungen bezüglich des Einbaus des Produktes.
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EN 14992:2007+A1:2012 (D)
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5 Prüfverfahren
5.1 Allgemeines
Es gilt EN 13369:2004, Abschnitt 5.
5.2 Wasserdampfdurchlässigkeit
Die Wasserdampfdurchlässigkeit, als Wasserdampf-Diffusionsdurchlasskoeffizient angegeben, ist durch Prüfungen nach EN ISO 12572 zu bestimmen.
5.3 Wasserundurchlässigkeit
Die Wasserundurchlässigkeit der Außenseite des Bauteils ist als Wasseraufnahme nach EN 13369:2004, 4.3.7.5, zu bestimmen.
6 Bewertung der Konformität
6.1 Allgemeines
Es gilt EN 13369:2004, 6.1.
6.2 Typprüfung
Es gilt EN 13369:2004, 6.2.
6.3 Werkseigene Produktionskontrolle
Es gilt EN 13369:2004, 6.3.
Zusätzlich gilt Anhang C dieser Norm.
7 Kennzeichnung
Es gilt EN 13369:2004, Abschnitt 7.
8 Technische Dokumentation
Es gilt EN 13369:2004, Abschnitt 8.
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Anhang A (informativ)
Zusätzliche Bemessungsregeln
A.1 Elementwände
A.1.1 Bemessung für tragende Zwecke
Elementwände sollten wie Vollwände bemessen werden. Die Mindestfestigkeit des Fertigteils und des Ortbetons sind zu berücksichtigen, ohne sie gesondert zu berechnen.
Die Bewehrung darf im Fertigteil und/oder im Ortbeton angeordnet werden. Das Gleiche gilt für Wände, die als breite Balken wirken.
Bei der Bemessung der Bewehrung sollten die Fugen der Elementwand berücksichtigt werden. Dies ist besonders für die Bestimmung des inneren Hebelarms d von Bedeutung (siehe Bilder A.1 und A.2).
Die Bemessung von Bewehrungsstößen ist in EN 1992-1-1:2004, 8.7 festgelegt.
Falls ein Bewehrungsstoß zwischen Stäben eine Querbewehrung nach EN 1992-1-1:2004, 8.7.4.1 (3) erfordert, können Bügel, Steckbügel und Gitterträger einzeln oder in Kombination miteinander verwendet werden (siehe Bild A.1). Sofern Gitterträger als Querbewehrung verwendet werden, sollte der Durchmesser der übergreifenden Stäbe höchstens 16 mm betragen. Es wird empfohlen, den Stoßquerschnitt auf 1 200 mm2/m zu begrenzen.
A.1.2 Schubkraftübertragung in Fugen
Die Verbindung zwischen dem Ortbeton und dem Elementwand-Fertigteil im Endzustand sollte EN 1992-1-1:2004, 6.2.5 entsprechen.
A.1.3 Konstruktive Druckfugen bei tragenden Wänden
Es darf EN 1992-1-1:2004, 10.9.2 angewendet werden.
Die nach EN 1992-1-1:2004, 10.9.2 (2) geforderte Bewehrung darf auch durch Gitterträger sichergestellt werden.
Bei Elementwänden darf der gesamte Querschnitt als tragend angesetzt werden, vorausgesetzt, dass die Fuge vollständig mit Ortbeton verfüllt wird und eine Breite von mindestens 30 mm hat. Ist dies nicht der Fall, darf nur der Querschnitt des Ortbetons zur Druckübertragung angesetzt werden (siehe Bild A.2).
Der innere Hebelarm ist der Abstand zwischen dem Angriffspunkt der Betonkraft und der Bewehrung.
Bild A.1 — Innerer Hebelarm d und Bewehrungsstoß l0
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EN 14992:2007+A1:2012 (D)
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Legende 1 Fertigteil 2 Ortbeton
Bild A.2 — Fuge einer Elementwand
A.2 Bauliche Durchbildung der Bewehrung
A.2.1 Rippen
Die Rippen sollten mit mindestens zwei Längsstäben (einer in der Betonschicht, einer in der Rippe), die durch die Querbewehrung miteinander verbunden sind, bewehrt werden (siehe Bild A.3).
Legende 1 Rippe 2 Längsstab 3 Querbewehrung 4 Betonschicht
Bild A.3— Beispiele für die Bewehrung einer Rippe
A.2.2 Bewehrung für Sandwichwände
Es sollten folgende Festlegungen gelten:
a) Tragschicht
Sie sollte wie eine Vollwand bewehrt werden.
b) Vorsatzschicht
Vertikale und horizontale Bewehrungen sollten in die Schicht eingebaut werden. Die Bewehrung sollte so ausgelegt sein, dass sie in der Lage ist, den Einwirkungen standzuhalten, die durch !das Verbindungssystem", das Gewicht dieser Schicht, die Temperaturspannungen und die im Gebrauch entstehenden Langzeitwirkungen verursacht werden.
Der maximale Abstand zwischen zwei Stäben der Bewehrung sollte nicht größer als 200 mm sein.
c) !Verbindungssystem"
!Das Verbindungssystem" sollte so ausgelegt sein, dass die Tragschicht mit der Vorsatzschicht ver-bunden wird und die auf die Vorsatzschicht einwirkenden Lasten auf die Tragschicht übertragen werden.
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EN 14992:2007+A1:2012 (D)
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A.2.3 Bewehrung für gewichtsreduzierte Wände
Es können folgende Festlegungen gelten:
a) Eigenschaften der Rippen !gestrichener Text":
Festlegung der Rippen nach A.2.1;
maximaler Abstand zwischen zwei Betonrippen: bei Querrippen das 40-fache der Vorsatz-schichtdicke und bei Längsrippen das 50-fache der Vorsatzschichtdicke;
Mindestdicke einer Rippe oder Durchmesser einer Betonverbindung: 50 mm;
Betonrippen und -verbindungen dürfen durch geeignete Bauteile aus nichtrostendem Stahl oder durch andere Verbindungssysteme ersetzt werden.
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Anhang B (informativ)
Betonieren von Elementwänden auf der Baustelle
Sofern keine besonderen Vorkehrungen getroffen werden, sollte die Temperatur des vorgefertigten Teils der Wand während des Betonierens 5 °C nicht unterschreiten. Nach dem Betonieren sollte die Temperatur des Frischbetons mindestens 3 Tage 10 °C nicht unterschreiten, bzw. der Frischbeton sollte eine Druckfestigkeit von mindestens 5 MPa aufweisen, ehe die Temperatur des Frischbetons 0 °C unterschreitet.
Der maximale Schalungsdruck darf Bild B.1 entnommen werden.
Legende pc Schalungsdruck vc Betoniergeschwindigkeit F1 bis F4 Ausbreitmaßklasse des Betons (EN 206-1:2000, !Tabelle 6)"
Bild B.1 — Der als Grundlage anzusetzende Schalungsdruck (vom Beton auf die Schalung ausgeübter Druck)
Die folgenden Zahlen gelten als empfohlene Betonierlast Lc je Meter Gitterträger:
Empfohlener Wert für Lc = 15,6 kN/m:
bei einer inneren Betondeckung von ≥ 15 mm.
Empfohlener Wert für Lc = 18,4 kN/m:
bei einer inneren Betondeckung von ≥ 17 mm.
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Legende c innere Betondeckung pc Schalungsdruck
Bild B.2
Für ein gegebenes Ausbreitmaß F3 (EN 206-1:2000, !Tabelle 6)" können die sich daraus ergebenden empfohlenen maximalen Betoniergeschwindigkeiten Bild B.3 entnommen werden. In diesem Fall kann eine Mindestbewehrung von 131 mm2/m quer zum Gitterträger in jeder Schicht empfohlen werden.
Legende vc Betoniergeschwindigkeit e Abstand zwischen den Gitterträgern lc zulässige Betonierlast Lc je Meter Gitterträger
Bild B.3 — Empfohlene Höchstwerte für die Betoniergeschwindigkeiten für ein gegebenes Ausbreitmaß F3
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Anhang C (normativ)
Prüfpläne
Dieser Anhang gilt für Wandelemente mit Fassadenfunktion.
Es gilt EN 13369:2004, Anhang D mit folgenden zusätzlichen Anmerkungen:
C.1 Zu D.3.2 Prüfung der Herstellung — Sonstige Prüfgegenstände
Zeilen 7, 11 und 12
Die Häufigkeit der Sichtprüfung sollte lauten: „vor jedem Betonieren“.
Zeile 11
Der Prüfgegenstand sollte lauten: „Ortbetonbauteile“
und
das Ziel sollte lauten: „Konformität mit den Werkszeichnungen und Sicherheitsüberprüfung“.
C.2 Zu EN 13369:2004, D.4 Prüfung des Endproduktes
Tabelle C.1 — Prüfung des Endproduktes
Prüfgegenstand Verfahren Ziel Häufigkeit
Maße Siehe EN 13369:2004,
5.2.
Übereinstimmung mit den Zeichnungen und
festgelegten Toleranzen
Jedes 10. Element und mindestens 1 Element je
Fertigungslinie
Ebenheit, Geradheit und Überhöhung
Siehe EN 13369:2004,
5.2.
Übereinstimmung mit den Zeichnungen und
festgelegten Toleranzen
Jedes 10. Element und mindestens 1 Element je
Fertigungslinie
Oberflächenbeschaffenheit Sichtprüfung. In Zweifelsfall Prüfung nach
EN 13369:2004, Anhang J.4.
Übereinstimmung mit den festgelegten Toleranzen
Jedes Element
!gestrichener Text"
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Anhang ZA (informativ)
! Abschnitte dieser Europäischen Norm, die Bestimmungen der
EU-Bauproduktenrichtlinie betreffen
ZA.1 Anwendungsbereich und maßgebende Eigenschaften
Diese Europäische Norm wurde im Rahmen des Mandats M/100 „Betonfertigteile“1), das dem CEN von der Europäischen Kommission und der Europäischen Freihandelszone erteilt wurde, erarbeitet.
Die in diesem Anhang aufgeführten Abschnitte dieser Europäischen Norm erfüllen die Anforderungen des Mandats, das auf der Grundlage der EG-Bauproduktenrichtlinie (89/106/EWG) erteilt wurde.
Die Übereinstimmung mit diesen Abschnitten berechtigt zur Annahme, dass die vorgefertigten Betonwand-bauteile mit oder ohne Fassadenfunktion, für die dieser Anhang gilt, für die hierin aufgeführten Verwendungs-zwecke geeignet sind. Die Angaben in den Begleitinformationen zur CE-Kennzeichnung sind zu beachten.
WARNVERMERK — Für die Wandbauteile, die unter den Anwendungsbereich dieser Norm fallen, können andere Anforderungen und andere EG-Richtlinien, die die Eignung für den vorgesehenen Verwendungszweck nicht beeinflussen, gelten.
ANMERKUNG 1 Zusätzlich zu den konkreten Abschnitten dieser Norm, die sich auf gefährliche Substanzen beziehen, kann es weitere Anforderungen an die Produkte, die in den Anwendungsbereich dieser Norm fallen, geben (z. B. umgesetzte europäische Rechtsvorschriften und nationale Rechts- und Verwaltungsvorschriften). Um die Bestimmungen der EG-Bauproduktenrichtlinie zu erfüllen, ist es notwendig, die besagten Anforderungen, sofern sie Anwendung finden, ebenfalls einzuhalten.
ANMERKUNG 2 Eine Informationsdatenbank über europäische und nationale Bestimmungen über gefährliche Substanzen ist auf der Website der Kommission EUROPA (Zugang über http://ec.europa.eu/enterprise/construction/cpd-ds/) verfügbar.
Dieser Anhang hat denselben Anwendungsbereich wie Abschnitt 1 dieser Europäischen Norm. Er legt die Bedingungen für die CE-Kennzeichnung von tragenden und nicht tragenden Wandbauteilen mit oder ohne Fassadenfunktion fest, und führt die anwendbaren maßgebenden Abschnitte auf (vgl. Tabellen ZA.1a und ZA.1b).
1) In der jeweils gültigen Fassung.
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EN 14992:2007+A1:2012 (D)
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Tabelle ZA.1a — Maßgebende Abschnitte für tragende und nicht tragende Wandbauteile ohne Fassadenfunktion
Wesentliche Eigenschaften Abschnitte mit Anforderungen in dieser Norm
Stufen und/oder Klassen
Anmerkungen und Einheiten
Druckfestigkeit (des Betons) Alle Verfahren 4.2 Anforderungen an die Herstellung Keine N/mm2
Zugfestigkeit und Streckgrenze (des Stahls)
Alle Verfahren Betonbewehrungsstahl und Spannstahl in EN 13369:2004 Keine N/mm2
Mechanische Festigkeit
Verfahren 1 Die in ZA.3.2 aufgeführten Angaben Keine Geometrie und Baustoffe
Verfahren 2
4.3.3 Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Einwirkungen
4.2.3.2.1 Anfangszugspannung in EN 13369:2004
4.2.3.2.4 Schlupf von Spanngliedern in EN 13369:2004
Keine kNm, kN, kN/m
Verfahren 3
4.3.3 Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Einwirkungen
4.2.3.2.1 Anfangszugspannung in
EN13369:2004
4.2.3.2.4 Schlupf von Spanngliedern in EN 13369:2004
Keine Bemessungs-spezifikation
Feuerwiderstand (falls relevant)
Verfahren 1 Die in ZA.3.2 aufgeführten Angaben Ra/E/I Geometrie und Baustoffe
Verfahren 2 4.3.4.1 Feuerwiderstand Ra/E/I min
Verfahren 3 4.3.4.1 Feuerwiderstand Ra/E/I Bemessungs-spezifikation
Brandverhalten (falls relevant) Alle Verfahren 4.3.4.2 Brandverhalten Euroklassen
Schalldämmung (falls relevant) Alle Verfahren 4.3.5 Schallschutztechnische Eigenschaften Keine dB
Wärme-dämmung Alle Verfahren 4.3.6 Wärmeschutztechnische
Eigenschaften Keine
Bauliche Durchbildung Alle Verfahren
4.3.1 Geometrische Eigenschaften 4.3.3.1 Bemessung 4.3.3.2 Bauliche Durchbildung der Bewehrung 8 Technische Dokumentation
Keine
Keine
Keine Keine
Angegebene Klassen
Dauerhaftigkeit Alle Verfahren 4.3.7 Dauerhaftigkeit Keine Umgebungs-bedingungen
Festigkeit der Verbindungb Alle Verfahren 4.3.8.5 Befestigung von Bekleidungen Keine
a Gilt nur für tragende Bauteile. b Gilt nur für Verkleidungen.
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Tabelle ZA.1a — Maßgebende Abschnitte für tragende und nicht tragende Wandbauteile ohne Fassadenfunktion
Wesentliche Eigenschaften Abschnitte mit Anforderungen in dieser Norm
Stufen und/oder Klassen
Anmerkungen und Einheiten
Druckfestigkeit (des Betons) Alle Verfahren 4.2 Anforderungen an die Herstellung Keine N/mm2
Zugfestigkeit und Streckgrenze (des Stahls)
Alle Verfahren Betonbewehrungsstahl und Spannstahl in EN 13369:2004 Keine N/mm2
Mechanische Festigkeit
Verfahren 1 Die in ZA.3.2 aufgeführten Angaben Keine Geometrie und Baustoffe
Verfahren 2
4.3.3 Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Einwirkungen
4.2.3.2.1 Anfangszugspannung in EN 13369:2004
4.2.3.2.4 Schlupf von Spanngliedern in EN 13369:2004
Keine kNm, kN, kN/m
Verfahren 3
4.3.3 Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Einwirkungen
4.2.3.2.1 Anfangszugspannung in
EN13369:2004
4.2.3.2.4 Schlupf von Spanngliedern in EN 13369:2004
Keine Bemessungs-spezifikation
Feuerwiderstand (falls relevant)
Verfahren 1 Die in ZA.3.2 aufgeführten Angaben Ra/E/I Geometrie und Baustoffe
Verfahren 2 4.3.4.1 Feuerwiderstand Ra/E/I min
Verfahren 3 4.3.4.1 Feuerwiderstand Ra/E/I Bemessungs-spezifikation
Brandverhalten (falls relevant) Alle Verfahren 4.3.4.2 Brandverhalten Euroklassen
Schalldämmung (falls relevant) Alle Verfahren 4.3.5 Schallschutztechnische Eigenschaften Keine dB
Wärme-dämmung Alle Verfahren 4.3.6 Wärmeschutztechnische
Eigenschaften Keine
Bauliche Durchbildung Alle Verfahren
4.3.1 Geometrische Eigenschaften 4.3.3.1 Bemessung 4.3.3.2 Bauliche Durchbildung der Bewehrung 8 Technische Dokumentation
Keine
Keine
Keine Keine
Angegebene Klassen
Dauerhaftigkeit Alle Verfahren 4.3.7 Dauerhaftigkeit Keine Umgebungs-bedingungen
Festigkeit der Verbindungb Alle Verfahren 4.3.8.5 Befestigung von Bekleidungen Keine
a Gilt nur für tragende Bauteile. b Gilt nur für Verkleidungen.
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Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
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Tabelle ZA.1b — Maßgebende Abschnitte für tragende und nicht tragende Wandbauteile mit Fassadenfunktion
Wesentliche Eigenschaften Abschnitte mit Anforderungen in dieser Norm
Stufen und/oder Klassen
Anmerkungen und Einheiten
Druckfestigkeit (des Betons) Alle Verfahren 4.2 Anforderungen an die Herstellung Keine N/mm2
Zugfestigkeit und Streckgrenze (des Stahls)
Alle Verfahren Betonbewehrungsstahl und Spannstahl in EN 13369:2004 Keine N/mm2
Mechanische Festigkeit
Verfahren 1 Die in ZA.3.2 aufgeführten Angaben Keine Geometrie und Baustoffe
Verfahren 2
4.3.3 Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Einwirkungen
4.2.3.2.1 Anfangszugspannung in EN 13369:2004
4.2.3.2.4 Schlupf von Spanngliedern in EN 13369:2004
Keine
kNm, kN, kN/m
Verfahren 3
4.3.3 Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Einwirkungen
4.2.3.2.1 Anfangszugspannung in EN 13369:2004
4.2.3.2.4 Schlupf von Spanngliedern in EN 13369:2004
keine Bemessungs-spezifikation
Feuerwiderstand (falls relevant)
Verfahren 1 Die in ZA.3.2 aufgeführten Angaben Ra/E/I Geometrie und Baustoffe
Verfahren 2 4.3.4 Feuerwiderstand Ra/E/I min
Verfahren 3 4.3.4 Feuerwiderstand Ra/E/I Bemessungs-spezifikation
Brandverhalten (falls relevant) Alle Verfahren 4.3.4.2 Brandverhalten Euroklassen
Schalldämmung (falls relevant) Alle Verfahren 4.3.5 Schallschutztechnische
Eigenschaften Keine dB
Wärmedämmung Alle Verfahren 4.3.6 Wärmeschutztechnische Eigenschaften Keine Bemessungs-
spezifikation
Bauliche Durchbildung Alle Verfahren
4.3.1 Geometrische Eigenschaften 4.3.3.1 Bemessung 4.3.3.2 Bauliche Durchbildung der
Bewehrung 8 Technische Dokumentation
Keine Keine Keine Keine
Angegebene Klassen
Dauerhaftigkeit Alle Verfahren 4.3.7 Dauerhaftigkeit Keine Umgebungs-bedingungen
Wasserdampf-durchlässigkeit (falls relevant)
Alle Verfahren 4.3.8.3 Wasserdampfdurchlässigkeit Keine kg/(m2 ⋅ s ⋅ Pa)
Wasserdurch-lässigkeit (falls relevant)
Alle Verfahren 4.3.8.4 Wasserundurchlässigkeit Keine %
Festigkeit der Verbindungb Alle Verfahren 4.3.8.5 Befestigung von Bekleidungen Keine
a Gilt nur für tragende Bauteile. b Gilt nur für Verkleidungen.
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Tabelle ZA.1b — Maßgebende Abschnitte für tragende und nicht tragende Wandbauteile mit Fassadenfunktion
Wesentliche Eigenschaften Abschnitte mit Anforderungen in dieser Norm
Stufen und/oder Klassen
Anmerkungen und Einheiten
Druckfestigkeit (des Betons) Alle Verfahren 4.2 Anforderungen an die Herstellung Keine N/mm2
Zugfestigkeit und Streckgrenze (des Stahls)
Alle Verfahren Betonbewehrungsstahl und Spannstahl in EN 13369:2004 Keine N/mm2
Mechanische Festigkeit
Verfahren 1 Die in ZA.3.2 aufgeführten Angaben Keine Geometrie und Baustoffe
Verfahren 2
4.3.3 Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Einwirkungen
4.2.3.2.1 Anfangszugspannung in EN 13369:2004
4.2.3.2.4 Schlupf von Spanngliedern in EN 13369:2004
Keine
kNm, kN, kN/m
Verfahren 3
4.3.3 Widerstandsfähigkeit gegen mechanische Einwirkungen
4.2.3.2.1 Anfangszugspannung in EN 13369:2004
4.2.3.2.4 Schlupf von Spanngliedern in EN 13369:2004
keine Bemessungs-spezifikation
Feuerwiderstand (falls relevant)
Verfahren 1 Die in ZA.3.2 aufgeführten Angaben Ra/E/I Geometrie und Baustoffe
Verfahren 2 4.3.4 Feuerwiderstand Ra/E/I min
Verfahren 3 4.3.4 Feuerwiderstand Ra/E/I Bemessungs-spezifikation
Brandverhalten (falls relevant) Alle Verfahren 4.3.4.2 Brandverhalten Euroklassen
Schalldämmung (falls relevant) Alle Verfahren 4.3.5 Schallschutztechnische
Eigenschaften Keine dB
Wärmedämmung Alle Verfahren 4.3.6 Wärmeschutztechnische Eigenschaften Keine Bemessungs-
spezifikation
Bauliche Durchbildung Alle Verfahren
4.3.1 Geometrische Eigenschaften 4.3.3.1 Bemessung 4.3.3.2 Bauliche Durchbildung der
Bewehrung 8 Technische Dokumentation
Keine Keine Keine Keine
Angegebene Klassen
Dauerhaftigkeit Alle Verfahren 4.3.7 Dauerhaftigkeit Keine Umgebungs-bedingungen
Wasserdampf-durchlässigkeit (falls relevant)
Alle Verfahren 4.3.8.3 Wasserdampfdurchlässigkeit Keine kg/(m2 ⋅ s ⋅ Pa)
Wasserdurch-lässigkeit (falls relevant)
Alle Verfahren 4.3.8.4 Wasserundurchlässigkeit Keine %
Festigkeit der Verbindungb Alle Verfahren 4.3.8.5 Befestigung von Bekleidungen Keine
a Gilt nur für tragende Bauteile. b Gilt nur für Verkleidungen.
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Der Hersteller oder sein bevollmächtigter Vertreter beim EWR muss unter den folgenden das Verfahren zur Angabe der CE-Kennzeichnung wählen, das er anwenden möchte:
Verfahren 1 = Angabe von geometrischen Daten und Baustoffeigenschaften (siehe ZA.3.2);
Verfahren 2 = Angabe der Geometrie, der Baustoff- und Produkteigenschaften, die unter Anwendung dieser Norm und der Eurocodes (siehe ZA.3.3) ermittelt wurden;
Verfahren 3 = Erklärung der Übereinstimmung des Produktes mit den Bemessungsunterlagen, wobei unterschieden wird zwischen:
Verfahren 3a = Erklärung der Übereinstimmung des Produktes mit den vom Auftraggeber zur Verfügung gestellten Bemessungsunterlagen (ZA.3.4);
Verfahren 3b = Erklärung der Übereinstimmung des Produktes mit den Bemessungsunterlagen des Herstellers im Auftrag des Auftraggebers (ZA.3.5);
Die Anforderung an eine bestimmte Eigenschaft gilt nicht in denjenigen Mitgliedstaaten, in denen es keine gesetzlichen Bestimmungen für diese Eigenschaft für den vorgesehenen Verwendungszweck des Produkts gibt. In diesem Fall sind Hersteller, die ihre Produkte in diesen Mitgliedsstaaten in Verkehr bringen wollen, nicht verpflichtet, die Leistung ihrer Produkte in Bezug auf diese Eigenschaft zu bestimmen oder anzugeben, und es darf die Option „Leistungsmerkmal nicht bestimmt“ (LNB) in den Angaben zur CE-Kennzeichnung (siehe Abschnitt ZA.3) verwendet werden. Von der Option „Leistungsmerkmal nicht bestimmt“ darf jedoch kein Gebrauch gemacht werden, wenn für die Eigenschaft ein einzuhaltender Grenzwert angegeben ist.
ZA.2 Verfahren der Konformitätsbescheinigung von vorgefertigten Betonwand-bauteilen mit oder ohne Fassadenfunktion
ZA.2.1 Systeme der Konformitätsbescheinigung
Die Systeme der Konformitätsbescheinigung für vorgefertigte Betonwandbauteile mit oder ohne Fassaden-funktion sind in ihren grundlegenden Merkmalen in den Tabellen ZA.1a und ZA.1b angegeben und für den (die) dort vorgesehenen Verwendungszweck(e) und einschlägige(n) Stufe(n) und Klasse(n) in der Tabelle ZA.2 aufgeführt. Dies entspricht der Kommissionsentscheidung 99/94/EG vom 1999-01-25 (veröffentlicht am 03.02.1999 im Amtsblatt der Europäischen Union), wie im Anhang III des Mandats M/100 „Betonfertigteile“ abgedruckt.
Tabelle ZA.2 — Systeme der Konformitätsbescheinigung
Produkt(e) Verwendungszweck(e) Stufen oder Klassen System(e) der Konfor-mitätsbescheinigung
Tragende Wandbauteile Für tragende Zwecke — 2+
Nicht tragende Wandbau-teile
Für nicht oder nur leicht tragende Zwecke — 4
System 2+: Siehe Richtlinie 89/106/EWG (BPR), Anhang III.2.(ii), Möglichkeit 1, einschließlich Zertifizierung der werkseigenen Produktionskontrolle durch eine zugelassene Stelle aufgrund einer Erstinspektion des Werks und der werkseigenen Produktionskontrolle sowie laufender Überwachung, Beurteilung und Aner-kennung der werkseigenen Produktionskontrolle.
System 4: Siehe Richtlinie 89/106/EWG (BPR), Anhang III.2.(ii), Möglichkeit 3.
Außer bei kleinteiligen Bekleidungen, die, wie unter 3.9 festgelegt, unter System 4 fallen, gehören sämtliche Wandbauteile, wie unter 3.2 festgelegt, zu System 2+.
Die Konformitätsbescheinigung der tragenden oder nicht tragenden Wandbauteile mit oder ohne Fassaden-funktion, die in ihren grundlegenden Merkmalen in den Tabellen ZA.1a und ZA.1b angegeben sind, muss auf Grundlage der Bewertung der Konformitätsverfahren, wie sie in den Tabellen ZA.3a und ZA.3b angegeben sind, erfolgen und sich aus der Anwendung der Abschnitte dieser oder darin angeführter anderer Europä-ischer Normen ergeben.
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Der Hersteller oder sein bevollmächtigter Vertreter beim EWR muss unter den folgenden das Verfahren zur Angabe der CE-Kennzeichnung wählen, das er anwenden möchte:
Verfahren 1 = Angabe von geometrischen Daten und Baustoffeigenschaften (siehe ZA.3.2);
Verfahren 2 = Angabe der Geometrie, der Baustoff- und Produkteigenschaften, die unter Anwendung dieser Norm und der Eurocodes (siehe ZA.3.3) ermittelt wurden;
Verfahren 3 = Erklärung der Übereinstimmung des Produktes mit den Bemessungsunterlagen, wobei unterschieden wird zwischen:
Verfahren 3a = Erklärung der Übereinstimmung des Produktes mit den vom Auftraggeber zur Verfügung gestellten Bemessungsunterlagen (ZA.3.4);
Verfahren 3b = Erklärung der Übereinstimmung des Produktes mit den Bemessungsunterlagen des Herstellers im Auftrag des Auftraggebers (ZA.3.5);
Die Anforderung an eine bestimmte Eigenschaft gilt nicht in denjenigen Mitgliedstaaten, in denen es keine gesetzlichen Bestimmungen für diese Eigenschaft für den vorgesehenen Verwendungszweck des Produkts gibt. In diesem Fall sind Hersteller, die ihre Produkte in diesen Mitgliedsstaaten in Verkehr bringen wollen, nicht verpflichtet, die Leistung ihrer Produkte in Bezug auf diese Eigenschaft zu bestimmen oder anzugeben, und es darf die Option „Leistungsmerkmal nicht bestimmt“ (LNB) in den Angaben zur CE-Kennzeichnung (siehe Abschnitt ZA.3) verwendet werden. Von der Option „Leistungsmerkmal nicht bestimmt“ darf jedoch kein Gebrauch gemacht werden, wenn für die Eigenschaft ein einzuhaltender Grenzwert angegeben ist.
ZA.2 Verfahren der Konformitätsbescheinigung von vorgefertigten Betonwand-bauteilen mit oder ohne Fassadenfunktion
ZA.2.1 Systeme der Konformitätsbescheinigung
Die Systeme der Konformitätsbescheinigung für vorgefertigte Betonwandbauteile mit oder ohne Fassaden-funktion sind in ihren grundlegenden Merkmalen in den Tabellen ZA.1a und ZA.1b angegeben und für den (die) dort vorgesehenen Verwendungszweck(e) und einschlägige(n) Stufe(n) und Klasse(n) in der Tabelle ZA.2 aufgeführt. Dies entspricht der Kommissionsentscheidung 99/94/EG vom 1999-01-25 (veröffentlicht am 03.02.1999 im Amtsblatt der Europäischen Union), wie im Anhang III des Mandats M/100 „Betonfertigteile“ abgedruckt.
Tabelle ZA.2 — Systeme der Konformitätsbescheinigung
Produkt(e) Verwendungszweck(e) Stufen oder Klassen System(e) der Konfor-mitätsbescheinigung
Tragende Wandbauteile Für tragende Zwecke — 2+
Nicht tragende Wandbau-teile
Für nicht oder nur leicht tragende Zwecke — 4
System 2+: Siehe Richtlinie 89/106/EWG (BPR), Anhang III.2.(ii), Möglichkeit 1, einschließlich Zertifizierung der werkseigenen Produktionskontrolle durch eine zugelassene Stelle aufgrund einer Erstinspektion des Werks und der werkseigenen Produktionskontrolle sowie laufender Überwachung, Beurteilung und Aner-kennung der werkseigenen Produktionskontrolle.
System 4: Siehe Richtlinie 89/106/EWG (BPR), Anhang III.2.(ii), Möglichkeit 3.
Außer bei kleinteiligen Bekleidungen, die, wie unter 3.9 festgelegt, unter System 4 fallen, gehören sämtliche Wandbauteile, wie unter 3.2 festgelegt, zu System 2+.
Die Konformitätsbescheinigung der tragenden oder nicht tragenden Wandbauteile mit oder ohne Fassaden-funktion, die in ihren grundlegenden Merkmalen in den Tabellen ZA.1a und ZA.1b angegeben sind, muss auf Grundlage der Bewertung der Konformitätsverfahren, wie sie in den Tabellen ZA.3a und ZA.3b angegeben sind, erfolgen und sich aus der Anwendung der Abschnitte dieser oder darin angeführter anderer Europä-ischer Normen ergeben.
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Tabelle ZA.3a — Zuordnung der Aufgaben der Bewertung der Konformität von tragenden Wandbauteilen mit oder ohne Fassadenfunktion unter System 2+
Aufgaben Inhalt der Aufgaben
Anzuwendende Abschnitte zur Bewertung der
Konformität
Aufgaben in der Verant-wortlichkeit des Herstellers
Erstprüfunga Sämtliche Merkmale nach Tabelle ZA.1a oder Tabelle ZA.1b 6.2
Werkseigene Produktionskontrolle
Alle maßgebenden Merkmale nach Tabelle ZA.1a oder Tabelle ZA.1b 6.3
Weitere Prüfungen von am Herstellungs-ort genommenen Proben
Sämtliche Merkmale nach Tabelle ZA.1a oder Tabelle ZA.1b
EN 13369:2004, 6.2.3
Aufgaben in der Ver-antwortlich-keit der notifizierten Stelle
Zertifizierung der werks-eigenen Pro-duktionskon-trolle auf fol-genden Grundlagen:
Erstinspektion des Werkes und der werks-eigenen Produktions-kontrolleb
Druckfestigkeit des Betons; Zugfestigkeit und Streckgrenze
des Bewehrungsstahls (Herstellerzertifikat oder Prüfungen);
mechanische Festigkeitc;
Feuerwiderstand; Brandverhalten, sofern relevant; Schalldämmung (falls durch
Prüfung nachgewiesen); Wärmedämmung; bauliche Durchbildung; Dauerhaftigkeit; Wasserundurchlässigkeit; Wasserdampfdurchlässigkeit.
6.3
Laufende Über-wachung, Beurteilung und Anerkennung der werkseigenen Produktionskontrolle
Druckfestigkeit des Betons; Zugfestigkeit und Streckgrenze
des Bewehrungsstahls (Herstellerzertifikat oder Prüfungen);
mechanische Festigkeit; Feuerwiderstand; Brandverhalten, sofern relevant; Schalldämmung; Wärmedämmung; bauliche Durchbildung; Dauerhaftigkeit; Wasserundurchlässigkeit; —Wasserdampfdurchlässigkeit;
6.3
a Die Erstprüfung umfasst eine Berechnung und/oder Prüfung. Eine Erstprüfung durch Berechnung ist nicht erforderlich, wenn ausschließlich Verfahren 1 oder 3a angewendet wird.
b Umfasst die Beurteilung, dass das System der werkseigenen Produktionskontrolle dokumentierte Vorgehensweisen hinsichtlich der Erstprüfung (Berechnung und/oder Prüfung) enthält und dass diese Vorgehensweisen eingehalten werden. Die Bezugnahme auf die Erstprüfung der mechanischen Festigkeit und des Feuerwiderstandes (wenn durch Berechnung beurteilt) kann unterbleiben, wenn ausschließlich Verfahren 1 oder 3a angewendet wird.
c Ausschließlich bei Verfahren 2 oder 3b.
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Tabelle ZA.3a — Zuordnung der Aufgaben der Bewertung der Konformität von tragenden Wandbauteilen mit oder ohne Fassadenfunktion unter System 2+
Aufgaben Inhalt der Aufgaben
Anzuwendende Abschnitte zur Bewertung der
Konformität
Aufgaben in der Verant-wortlichkeit des Herstellers
Erstprüfunga Sämtliche Merkmale nach Tabelle ZA.1a oder Tabelle ZA.1b 6.2
Werkseigene Produktionskontrolle
Alle maßgebenden Merkmale nach Tabelle ZA.1a oder Tabelle ZA.1b 6.3
Weitere Prüfungen von am Herstellungs-ort genommenen Proben
Sämtliche Merkmale nach Tabelle ZA.1a oder Tabelle ZA.1b
EN 13369:2004, 6.2.3
Aufgaben in der Ver-antwortlich-keit der notifizierten Stelle
Zertifizierung der werks-eigenen Pro-duktionskon-trolle auf fol-genden Grundlagen:
Erstinspektion des Werkes und der werks-eigenen Produktions-kontrolleb
Druckfestigkeit des Betons; Zugfestigkeit und Streckgrenze
des Bewehrungsstahls (Herstellerzertifikat oder Prüfungen);
mechanische Festigkeitc;
Feuerwiderstand; Brandverhalten, sofern relevant; Schalldämmung (falls durch
Prüfung nachgewiesen); Wärmedämmung; bauliche Durchbildung; Dauerhaftigkeit; Wasserundurchlässigkeit; Wasserdampfdurchlässigkeit.
6.3
Laufende Über-wachung, Beurteilung und Anerkennung der werkseigenen Produktionskontrolle
Druckfestigkeit des Betons; Zugfestigkeit und Streckgrenze
des Bewehrungsstahls (Herstellerzertifikat oder Prüfungen);
mechanische Festigkeit; Feuerwiderstand; Brandverhalten, sofern relevant; Schalldämmung; Wärmedämmung; bauliche Durchbildung; Dauerhaftigkeit; Wasserundurchlässigkeit; —Wasserdampfdurchlässigkeit;
6.3
a Die Erstprüfung umfasst eine Berechnung und/oder Prüfung. Eine Erstprüfung durch Berechnung ist nicht erforderlich, wenn ausschließlich Verfahren 1 oder 3a angewendet wird.
b Umfasst die Beurteilung, dass das System der werkseigenen Produktionskontrolle dokumentierte Vorgehensweisen hinsichtlich der Erstprüfung (Berechnung und/oder Prüfung) enthält und dass diese Vorgehensweisen eingehalten werden. Die Bezugnahme auf die Erstprüfung der mechanischen Festigkeit und des Feuerwiderstandes (wenn durch Berechnung beurteilt) kann unterbleiben, wenn ausschließlich Verfahren 1 oder 3a angewendet wird.
c Ausschließlich bei Verfahren 2 oder 3b.
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Tabelle ZA.3b — Zuordnung der Aufgaben der Bewertung der Konformität von nicht tragenden Wandbauteilen mit oder ohne Fassadenfunktion unter System 4
Aufgaben Inhalt der Aufgaben Anzuwendende
Abschnitte zur Bewertung der Konformität
Aufgaben des Herstellers
Werkseigene Produktionskontrolle Parameter mit Bezug zu sämtlichen Merkmalen nach Tabelle ZA.1a oder Tabelle ZA.1b
6.3
Erstprüfunga Sämtliche Merkmale nach Tabelle ZA.1a oder Tabelle ZA.1b
6.2
a Die Erstprüfung umfasst eine Berechnung und/oder Prüfung. Eine Erstprüfung durch Berechnung ist nicht erforderlich, wenn ausschließlich Verfahren 1 oder 3a angewendet wird.
ZA.2.2 EG-Zertifikat und Konformitätserklärung
ZA.2.2.1 Wandbauteile mit oder ohne Fassadenfunktion, außer bei kleinteiligen Bekleidungen
Bei einer Übereinstimmung mit den Bedingungen dieses Anhangs und nach Ausstellung des nachstehend erwähnten Zertifikats durch die benannte Stelle muss der Hersteller oder sein im EWR ansässiger Bevollmächtigter eine Konformitätserklärung erstellen und aufbewahren, welche es dem Hersteller erlaubt, die CE-Kennzeichnung anzubringen. Diese Erklärung muss folgende Angaben enthalten:
Name und Anschrift des Herstellers oder seines im EWR ansässigen Bevollmächtigten sowie Herstellungsort;
ANMERKUNG 1 Der Hersteller sollte, wenn er für die CE-Kennzeichnung verantwortlich ist, auch die Person sein, die für das Inverkehrbringen des Produktes in den EWR verantwortlich ist.
Beschreibung des Produkts (Art, Kennzeichnung, Verwendung, etc.) und eine Kopie der zur CE-Kenn-zeichnung gehörenden Angaben;
ANMERKUNG 2 Wenn Teile der für die Erklärung erforderlichen Angaben schon bei der CE-Kennzeichnung angegeben wurden, ist es nicht erforderlich, sie erneut anzugeben.
Bestimmungen, denen das Produkt entspricht (z. B. Anhang ZA dieser EN);
besondere Verwendungshinweise (z. B. Hinweise für die Verwendung unter bestimmten Bedingungen usw.);
Nummer des dazugehörigen Zertifikats über die werkseigene Produktionskontrolle;
Name und Funktion der Person, die zur Unterzeichnung der Erklärung im Namen des Herstellers oder seines Bevollmächtigten ermächtigt ist.
Der Erklärung muss ein Zertifikat über die werkseigene Produktionskontrolle beigefügt sein, das von der notifizierten Stelle erstellt wurde und zusätzlich zu den oben angegebenen Informationen folgende Angaben enthält:
Name und Anschrift der notifizierten Stelle;
Name und Anschrift des Herstellers;
Nummer des Zertifikats über die werkseigene Produktionskontrolle;
Bedingungen und Gültigkeitsdauer des Zertifikats, sofern zutreffend;
Name und Funktion der zur Unterzeichnung des Zertifikats ermächtigten Person.
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Bestimmung der Produkte, die durch das Zertifikat über die werkseigene Produktionskontrolle erfasst werden sowie für jedes Produkt folgende Angaben:
das/die vom Hersteller verwendete(n) Verfahren zur CE-Kennzeichnung;
ob das Produkt bewehrt oder vorgespannt ist;
zu unterscheidende Produktfamilien, die durch den Hersteller bestimmt werden und den Inhalt und/oder die Verfahren der werkseigenen Produktionskontrolle einschließlich der Verfahren der Typprüfung beeinflussen.
Sowohl die oben genannte Erklärung als auch das Zertifikat sind in der Amtssprache bzw. den Amtssprachen des Mitgliedstaates, in dem das Produkt zur Verwendung gelangen soll, vorzulegen.
ZA.2.2.2 Kleinteilige Bekleidungen mit oder ohne Fassadenfunktion
Bei einer Übereinstimmung mit den Bedingungen dieses Anhangs muss der Hersteller oder sein im EWR ansässiger Bevollmächtigter eine Konformitätserklärung erstellen und aufbewahren, welche es dem Hersteller erlaubt, die CE-Kennzeichnung anzubringen. Diese Erklärung muss folgende Angaben enthalten:
Name und Anschrift des Herstellers oder seines im EWR ansässigen Bevollmächtigten und Herstellungs-ort;
ANMERKUNG 1 Der Hersteller sollte, wenn er für die CE-Kennzeichnung verantwortlich ist, auch die Person sein, die für das Inverkehrbringen des Produktes in den EWR verantwortlich ist.
Beschreibung des Produkts (Art, Kennzeichnung, Verwendung, …) und eine Kopie der zur CE-Kenn-zeichnung gehörenden Angaben;
ANMERKUNG 2 Wenn Teile der für die Erklärung erforderlichen Angaben schon bei der CE-Kennzeichnung angegeben wurden, ist es nicht erforderlich, sie erneut anzugeben.
Bestimmungen, denen das Produkt entspricht (z. B. Anhang ZA dieser EN);
besondere Verwendungshinweise (z. B. Hinweise für die Verwendung unter bestimmten Bedingungen usw.);
Name und Funktion der Person, die zur Unterzeichnung der Erklärung im Namen des Herstellers oder seines Bevollmächtigten ermächtigte ist.
Sowohl die Erklärung als auch das Zertifikat sind in der Amtssprache bzw. den Amtssprachen des Mitglied-staates, in dem das Produkt zur Verwendung gelangen soll, vorzulegen.
ZA.3 CE-Kennzeichnung und Etikettierung
ZA.3.1 Allgemeines
ZA.3.1.1 Anbringen der CE-Kennzeichung
Der Hersteller oder dessen im EWR ansässiger bevollmächtigter Vertreter ist für das Anbringen der CE-Kennzeichnung verantwortlich. Das anzubringende CE-Konformitätssymbol muss der Richtlinie 93/68/EG entsprechen und ist am Produkt anzubringen (oder es darf, wenn das nicht möglich ist, am beigefügten Etikett, der Verpackung oder den beigefügten Dokumenten, z. B. dem Lieferschein, angebracht sein).
Folgende Angaben müssen dem CE-Symbol beigefügt sein:
Kennnummer der Zertifizierungsstelle (nur bei Produkten unter System 2+);
Name oder Bildzeichen und eingetragene Anschrift des Herstellers;
die letzten beiden Ziffern des Jahres, in dem die Kennzeichnung angebracht wurde;
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Nummer des Zertifikats über die werkseigene Produktionskontrolle (nur bei Produkten unter System 2+);
Verweisung auf diese datierte Version der Europäischen Norm;
Produktbeschreibung: Oberbegriff und vorgesehener Verwendungszweck;
Angaben zu den maßgebenden in Tabelle ZA.1a oder ZA.1b aufgeführten wesentlichen Eigenschaften, die in den Abschnitten ZA.3.2, ZA.3.3, ZA.3.4 oder ZA.3.5 angegeben sind;
die Angabe „Leistungsmerkmal nicht bestimmt“ (LNB) für die Eigenschaften, für die dies relevant ist.
Die Option „Leistungsmerkmal nicht bestimmt“ (LNB) darf nicht angewendet werden, wenn für die Eigenschaft ein Grenzwert festgelegt wurde. Die LNB-Option darf hingegen angewendet werden, sofern die Eigenschaft für einen bestimmten Verwendungszweck nicht Gegenstand gesetzlicher Anforderungen im Bestimmungs-mitgliedstaat ist.
In den folgenden Abschnitten werden die Bedingungen für das Anbringen der CE-Kennzeichnung angegeben. Bild ZA.1 zeigt das vereinfachte, am Produkt anzubringende Etikett; es enthält die Mindestangaben und einen Verweis auf das beigefügte Dokument, das die weiteren geforderten Angaben enthält. Einige Angaben zu den wesentlichen Eigenschaften dürfen durch einen eindeutigen Verweis auf folgende Unterlagen erfolgen:
technische Informationen (Produktkatalog) (siehe ZA.3.2);
technische Dokumentation (ZA.3.3);
Bemessungsspezifikation (ZA.3.4 und ZA.3.5).
Die Mindestangaben, die direkt auf dem Etikett oder in den beigefügten Dokumenten aufzuführen sind, sind den Bildern ZA.1, ZA.2, ZA.3, ZA.4 bzw. ZA.5 zu entnehmen.
ZA.3.1.2 Vereinfachtes Etikett
Bei vereinfachten Etiketten ist das CE-Symbol durch folgende Angaben zu ergänzen:
Name oder Bildzeichen und eingetragene Anschrift des Herstellers;
Identifikationsnummer des Produkts (zur Sicherstellung der Rückverfolgbarkeit);
die letzten beiden Ziffern des Jahres, in dem die Kennzeichnung angebracht wurde;
Nummer des Zertifikats über die werkseigene Produktionskontrolle (wenn zutreffend);
Verweisung auf diese datierte Version der Europäischen Norm.
Sämtliche weiteren Angaben, die durch die maßgebenden Verfahren zur CE-Kennzeichnung in einem der einschlägigen Abschnitte ZA.3.2, ZA.3.3, ZA.3.4 und ZA.3.5 festgelegt wurden, müssen in den Begleit-dokumenten aufgeführt werden.
Die Angaben zum Produkt in den Begleitdokumenten sind mit derselben Identifikationsnummer zu versehen.
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Bild ZA.1 enthält ein Beispiel für das vereinfachte Etikett bei der CE-Kennzeichnung.
CE-Konformitätskennzeichnung, bestehend aus dem CE-Symbol nach der Richtlinie 93/68/EWG
Any Co Ltd, PO-Box 21, B-1050 Name oder Bildzeichen und eingetragene Anschrift des Herstellers
45PJ76
12
Identifikationsnummer zum Produkt
Die letzten beiden Ziffern des Jahres, in dem die Kennzeichnung angebracht wurde
0123-BPR-0456 Nummer des Zertifikats über die werkseigene Produktionskontrolle
EN 14992:2007+A1:2012 Nummer der datierten Europäischen Norm
Bild ZA.1 — Beispiel für ein vereinfachtes Etikett
Für kleine Bauteile und bei Verwendung von Produktstempeln kann das Etikett durch Weglassen der Verweisung auf die EN und/oder das Zertifikat über die werkseigene Produktionskontrolle verkleinert werden.
ZA.3.2 Angabe von geometrischen Daten und Baustoffeigenschaften (Verfahren 1)
Unter Hinweis auf Tabelle ZA.1a oder Tabelle ZA.1b und die unter ZA.3.1 aufgeführten Angaben sind folgende Eigenschaften anzugeben:
Druckfestigkeit des Betons;
Zugfestigkeit des Betonstahls;
Streckgrenze des Betonstahls;
Zugfestigkeit des Spannstahls;
0,1%-Dehngrenze des Spannstahls;
geometrische Daten (kritische Maße und Toleranzklassen);
Bedingungen mit Einfluss auf die Dauerhaftigkeit;
Bauliche Durchbildung.
Diese Angaben dürfen unter Verweisung auf technische Informationen (Produktkatalog) des Herstellers hinsichtlich baulicher Durchbildung, Dauerhaftigkeit und geometrischer Daten erfolgen.
Bild ZA.2 zeigt ein Beispiel für die CE-Kennzeichnung für einen Wandbauteiltyp, einschließlich der Angaben, die zur Feststellung der Eigenschaften in Bezug auf die mechanische Festigkeit, die Standsicherheit und den Feuerwiderstand sowie einiger Aspekte der Dauerhaftigkeit und der Gebrauchstauglichkeit in Überein-stimmung mit den am Verwendungsort geltenden Bemessungsbestimmungen erforderlich sind.
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CE-Konformitätskennzeichnung, bestehend
aus dem CE-Symbol nach der Richtlinie 93/68/EWG
0123 Kennnummer der notifizierten Stelle
Any Co Ltd., PO-Box 21, B-1050 Name oder Bildzeichen und eingetragene Anschrift des Herstellers
12 Die letzten beiden Ziffern des Jahres, in dem die Kennzeichnung angebracht wurde
0123-BPR-0456 Nummer des Zertifikats über die werkseigene Produktionskontrolle (wenn zutreffend)
EN 14992:2007+A1:2012
Wandelemente
Nummer und Titel der betreffenden datierten Europäischen Norm
TRAGENDES WANDBAUTEIL MIT/OHNE FASSADENFUNKTION
Oberbegriff und vorgesehener Verwendungszweck
Beton: Druckfestigkeit ..................................... fck = 45 N/mm2
Betonstahl:
Zugfestigkeit ........................................ ftk =yyy N/mm2
Streckgrenze ........................................ fyk =zzz N/mm2
Spannstahl: Zugfestigkeit ................................... fpk = 2 060 N/mm2 0,1-%-Dehngrenze...................... fp0,1k = 1 840 N/mm2
Länge L = XXXX m Höhe H = YYYY m Dicke t = ZZZZ m Toleranzklasse A
Zur baulichen Durchbildung und Dauerhaftigkeit siehe die technischen Informationen.
Technische Informationen: Produktkatalog ABC: 2002 – Abschnitt ii
Angaben zur Produktgeometrie und den Baustoffeigenschaften einschließlich der
baulichen Durchbildung (vom Hersteller an das jeweilige Produkt
anzupassen)
ANMERKUNG 1 Zahlenwerte dienen nur als Beispiel.
ANMERKUNG 2 Auf die Skizze darf verzichtet werden, wenn entsprechende Informationen in eindeutig bezeichneten technischen Informationen (Produktkatalog) zur Bezugnahme zur Verfügung stehen.
Bild ZA.2 — Beispiel für die CE-Kennzeichnung nach Verfahren 1
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31
ZA.3.3 Angabe der Produkteigenschaften (Verfahren 2)
Für alle Bemessungsdaten einschließlich der in der Berechnung verwendeten Modelle und Parameter darf auf die technische (Bemessungs-) Dokumentation verwiesen werden.
Unter Hinweis auf Tabelle ZA.1a oder ZA.1b und die unter ZA.3.1 aufgeführten Angaben sind folgende Eigenschaften anzugeben:
Druckfestigkeit des Betons;
Zugfestigkeit des Betonstahls;
Streckgrenze des Betonstahls;
Zugfestigkeit des Spannstahls;
0,1 %-Dehngrenze des Spannstahls;
Angabe der Bemessungswerte in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit (für die nicht-seismische Bemessungssituation) für Normalkraft mit verschiedenen Lastausmitten oder für Biegung und Querkraft jeweils an den maßgebenden Stellen;
in der Berechnung verwendete Sicherheitsbeiwerte für Beton und Stahl;
Feuerwiderstandsklasse R;
Brandverhalten (falls relevant);
andere in der Berechnung verwendete national festgelegte Parameter (NDP);
schallschutztechnische Parameter (bewertetes Schalldämmmaß und Trittschallübertragung);
Wärmedämmung;
Bedingungen mit Einfluss auf die Dauerhaftigkeit (oder Expositionsklassen);
Wasserdurchlässigkeit (falls relevant);
geometrische Daten;
bauliche Durchbildung.
Diese Angaben dürfen unter Verweisung auf die technische Dokumentation für geometrische Daten, bauliche Durchbildung, Dauerhaftigkeit, Trockenschwindung und weiteren NDP erfolgen.
Bild ZA.3 enthält eine Vorlage für die CE-Kennzeichnung für einen Wandbauteiltyp für den Fall, dass die Eigenschaften in Bezug auf mechanische Festigkeit, Standsicherheit und Feuerwiderstand einschließlich Aspekten der Dauerhaftigkeit und Gebrauchstauglichkeit unter Verwendung der Eurocodes bestimmt werden.
Die Bemessungswerte in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit des Bauteils und die Feuerwiderstandsklasse sind zu berechnen, indem für die NDP entweder die in EN 1992-1-1 und EN 1992-1-2 empfohlenen oder die in den Nationalen Anhängen festgelegten Werte verwendet werden.
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EN 14992:2007+A1:2012 (D)
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CE-Konformitätskennzeichnung, bestehend aus dem CE-Symbol nach der Richtlinie 93/68/EWG
0123 Kennnummer der notifizierten Stellea
Any Co Ltd., PO-Box 21, B-1050 Name oder Bildzeichen und eingetragene Anschrift des Herstellers
12 Die letzten beiden Ziffern des Jahres, in dem die Kennzeichnung angebracht wurde
0123-CPD-0456 Nummer des Zertifikats über die werkseigene Produktionskontrollea
EN 14992:2007+A1:2012
Wandelemente
Nummer und Titel der betreffenden, datierten Europäischen Norm
TRAGENDES WANDBAUTEIL MIT/OHNE FASSADENFUNKTION
Oberbegriff und vorgesehener Verwendungszweck
Beton: Druckfestigkeit ............................................... fck = xx N/mm2
Betonstahl: Zugfestigkeit ................................................. ftk = yyy N/mm2 Streckgrenze ............................................... fyk = zzz N/mm2
Spannstahl: Zugfestigkeit ............................................... fpk = uuu N/mm2 0,1 %-Dehngrenze ................................. fp0,1k = www N/mm2
Mechanische Festigkeit (Bemessungswerte):
axiale Drucktragfähigkeit ……………………..…… nnn kN aufnehmbares Moment (im mittleren Querschnitt) .................................... mmm kNm Schubtragfähigkeit (der Randbereiche) ..................... vvv kN
Für die Festigkeitsberechnung verwendete Teilsicherheitsbeiwerte für die Baustoffe: Für Beton .................................................................. γc = z,zz Für Stahl ................................................................... γs = x,xx
Feuerwiderstand R ..................................... RXX für ηfi = 0,xx .................................................................... RYY für ηfi = 0,yy
Für geometrische Daten, Toleranzklasse, bauliche Durch-bildung, Dauerhaftigkeit, schallschutztechnische Parameter, wärmeschutztechnische Parameter, mögliche ergänzende Angaben zum Feuerwiderstand und weitere NDP, siehe technische Dokumentation.
Technische Dokumentation: Positionsnummer ....................................................... xxxxxx
Angaben zu mandatierten Produkteigen-schaften einschließlich baulicher Durchbildung (vom Hersteller an das jeweilige Produkt anzupassen)
a Für Produkte unter System 4 nicht angegeben.
Bild ZA.3 — Beispiel für die CE-Kennzeichnung nach Verfahren 2
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EN 14992:2007+A1:2012 (D)
33
ZA.3.4 Erklärung der Übereinstimmung mit einer gegebenen, durch den Kunden bereitgestellten Bemessungsspezifikation (Verfahren 3a)
Unter Hinweis auf Tabelle ZA.1a oder ZA.1b und die unter ZA.3.1 aufgeführten Angaben sind folgende Eigenschaften anzugeben:
Druckfestigkeit des Betons;
Zugfestigkeit des Betonstahls;
Streckgrenze des Betonstahls;
Zugfestigkeit des Spannstahls;
0,1 %-Dehngrenze des Spannstahls;
Verweisung auf die durch den Kunden bereitgestellten Bemessungsdokumente.
Dieses Verfahren ist auch dann anzuwenden, wenn die Bemessung unter Anwendung anderer Hilfsmittel als der EN-Eurocodes vorgenommen wird.
Bild ZA.4 enthält für einen Wandbauteiltyp ein Beispiel für die CE-Kennzeichnung für den Fall, dass das Produkt entsprechend einer Bemessungsspezifikation hergestellt wurde, in der die mit der mechanischen Festigkeit und Standsicherheit sowie dem Feuerwiderstand in Zusammenhang stehenden Eigenschaften nach den für das Bauwerk geltenden Bemessungsregeln zu bestimmen sind.
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CE-Konformitätskennzeichnung, bestehend aus dem CE-Symbol nach der Richtlinie 93/68/EWG
0123 Bezeichnung der notifizierten Stellea
Any Co Ltd., PO-Box 21, B-1050 Name oder Bildzeichen und eingetragene Anschrift des Herstellers
12 Die letzten beiden Ziffern des Jahres, in dem die Kennzeichnung angebracht wurde
0123-CPD-0456 Nummer des Zertifikats über die werkseigene Produktionskontrollea
EN 14992:2007+A1:2012
Wandelemente
Nummer und Titel der betreffenden, datierten Europäischen Norm
TRAGENDES WANDBAUTEIL MIT/OHNE FASSADENFUNKTION
Oberbegriff und vorgesehener Verwendungszweck
Beton: Druckfestigkeit ............................................... fck = xx N/mm2
Betonstahl: Zugfestigkeit ................................................ ftk = yyy N/mm2 Streckgrenze ............................................... fyk = zzz N/mm2
Spannstahl: Zugfestigkeit ............................................... fpk = uuu N/mm2 0,1 %-Dehngrenze ................................. fp0,1k = www N/mm2
Für geometrische Daten, Toleranzklasse, bauliche Durch-bildung, mechanische Festigkeit, Feuerwiderstand, schall-schutztechnische Parameter, wärmeschutztechnische Para-meter und Dauerhaftigkeit, siehe die Bemessungsspezifi-kation.
Bemessungsspezifikation: Bestellnummer ........................................................... xxxxxx
Angaben zu mandatierten Produkteigenschaf-ten einschließlich baulicher Durchbildung (vom Hersteller an das jeweilige Produkt anzupassen)
a Für Produkte unter System 4 nicht angegeben.
Bild ZA.4 — Beispiel für die CE-Kennzeichnung nach Verfahren 3a
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ZA.3.5 Erklärung der Übereinstimmung mit einer Bemessungsspezifikation, die der Hersteller dem Kundenauftrag entsprechend vorgegeben hat (Verfahren 3b)
Unter Hinweis auf Tabelle ZA.1a oder ZA.1b und die unter ZA.3.1 aufgeführten Angaben sind folgende Eigenschaften anzugeben:
Druckfestigkeit des Betons;
Zugfestigkeit des Betonstahls;
Streckgrenze des Betonstahls;
Zugfestigkeit des Spannstahls;
0,1 %-Dehngrenze des Spannstahls;
Verweis auf die dem Kundenauftrag entsprechenden Bemessungsspezifikationen, in denen die geometrischen Daten, die bauliche Durchbildung, die mechanische Festigkeit, der Feuerwiderstand, der Schall- und Wärmeschutz sowie die Dauerhaftigkeit behandelt werden.
Dieses Verfahren ist auch dann anzuwenden, wenn die Bemessung unter Anwendung anderer Hilfsmittel als der EN-Eurocodes vorgenommen wird.
Bild ZA.5 enthält für einen Wandbauteiltyp ein Beispiel für die CE-Kennzeichnung für den Fall, dass das Produkt durch den Hersteller entsprechend einer Bemessungsspezifikation hergestellt wurde, die durch den Auftraggeber vorgegeben wurde.
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CE-Konformitätskennzeichnung, bestehend aus dem CE-Symbol nach der Richtlinie 93/68/EWG
0123 Bezeichnung der notifizierten Stellea
Any Co Ltd., PO-Box 21, B-1050 Name oder Bildzeichen und eingetragene Anschrift des Herstellers
12 Die letzten beiden Ziffern des Jahres, in dem die Kennzeichnung angebracht wurde
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Nummer und Titel der betreffenden, datierten Europäischen Norm
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Oberbegriff und vorgesehener Verwendungszweck
Beton: Druckfestigkeit ............................................... fck = xx N/mm2
Betonstahl: Zugfestigkeit ................................................. f
tk = yyy N/mm2 Streckgrenze ............................................... fyk = zzz N/mm2
Spannstahl: Zugfestigkeit ............................................... fpk = uuu N/mm2 0,1 %-Dehngrenze ................................. fp0,1k = www N/mm2
Für geometrische Daten, Toleranzklasse, bauliche Durch-bildung, mechanische Festigkeit, Feuerwiderstand, schall-schutztechnische Parameter, wärmeschutztechnische Para-meter und Dauerhaftigkeit, siehe die Bemessungsspezifi-kation.
Bemessungsspezifikation: .......................... (Kundenauftrag)
Angaben zu mandatierten Produkteigen-schaften einschließlich baulicher Durchbildung (vom Hersteller an das jeweilige Produkt anzupassen)
a Für Produkte unter System 4 nicht angegeben.
Bild ZA.5 — Beispiel für die CE-Kennzeichnung nach Verfahren 3b
Zusätzlich zu den oben angegebenen besonderen Angaben zu gefährlichen Substanzen sollten dem Produkt, sofern erforderlich und in geeigneter Form, Dokumente beigefügt werden, in denen alle übrigen gesetzlichen Bestimmungen über gefährliche Substanzen, die nach Angabe des Herstellers beachtet wurden, sowie alle Informationen, die auf Grund dieser gesetzlichen Bestimmungen erforderlich sind, aufgeführt werden.
ANMERKUNG 1 Europäische Rechtsvorschriften ohne nationale Abweichungen brauchen nicht erwähnt zu werden.
ANMERKUNG 2 Das Anbringen der CE-Kennzeichnung bedeutet, dass wenn ein Produkt unter mehr als eine Direktive fällt, es mit allen betreffenden Direktiven übereinstimmt".
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37
Literaturhinweise
[1] EN 206-1:2000, Beton — Teil 1: Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität
[2] EN 1992-1-2, Eurocode 2: Planung von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken — Teil 1-2: Allge-meine Regeln — Tragwerksbemessung für den Brandfall
!
[3] EN 14889-1:2006, Fasern für Beton — Teil 1: Stahlfasern — Begriffe, Festlegungen und Konformität
[4] EN 14889-2:2006, Fasern für Beton — Teil 2: Polymerfasern — Begriffe, Festlegungen und Konformität
[5] EN 15422:2008, Betonfertigteile — Festlegung für Glasfasern als Bewehrung in Mörtel und Beton
[6] EN 206-1:2000, Beton — Teil 1: Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität"
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Richtlinie für Windenergieanlagen Einwirkungen und Standsicherheitsnachweise für Turm und Gründung Fassung Oktober 2012
Schriften des Deutschen Instituts für Bautechnik Reihe B Heft 8
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Impressum: Herausgeber Deutsches Institut für Bautechnik vertreten durch den Präsidenten Herrn Gerhard Breitschaft Kolonnenstr. 30 B 10829 Berlin DEUTSCHLAND Telefon +49 (0)30/ 78730 0 Telefax +49 (0)30/ 78730 320 E-Mail: [email protected] www.dibt.de
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Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
Diese Richtlinie wurde in der Projektgruppe "Windenergieanlagen" des Deutschen Instituts für Bautechnik (DIBt), Berlin erarbeitet. Mitglieder dieser Projektgruppe waren:
Prof. Dr.-Ing. Achmus Institut für Geotechnik, Leibniz Universität Hannover
Prof. Dr.-Ing. Faber Institut für Windenergietechnik, Fachhochschule Flensburg
Dr. Freudenreich Germanischer Lloyd Industrial Services GmbH, Hamburg
Prof. Dr.-Ing. Harte Statik und Dynamik der Tragwerke, Bergische Universität Wuppertal
Dipl.-Ing. Häusler Deutsches Institut für Bautechnik, Berlin
Prof. Dr.-Ing. Hegger Institut für Massivbau, RWTH Aachen
Dr.-Ing. Hortmanns Eusani-Hortmanns-Zahlten Ingenieurgesellschaft mbH, Solingen
Dipl.-Ing. Jepsen ENERCON GmbH, Aurich
Dipl.-Ing. Klose Germanischer Lloyd Industrial Services GmbH, Hamburg
Dr.-Ing. Kupzok TÜV SÜD Industrie Service GmbH, München
Dipl.-Ing. Nath (bis Oktober 2011) Germanischer Lloyd Industrial Services GmbH, Hamburg
Dipl.-Ing. Neumann Innenministerium des Landes Schleswig-Holstein, Kiel
Dipl.-Ing. Petruschke TÜV NORD CERT GmbH, Essen
Dr.-Ing. Rosenbusch Deutsches Institut für Bautechnik, Berlin
Prof. Dr.-Ing. Schaumann Institut für Stahlbau, Leibniz Universität Hannover
Dr.-Ing. Seidel REpower Systems SE, Hamburg
Dipl.-Ing. Wolf AMSC Austria GmbH, Klagenfurt
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1 Geltungsbereich .............................................................................................................................6
2 Begriffe und Bezeichnungen..........................................................................................................7 2.1 Begriffe ...........................................................................................................................................7 2.2 Bezeichnungen ..............................................................................................................................8 2.3 Gegenüberstellung von Begriffen und Bezeichnungen .................................................................9
3 Bautechnische Unterlagen.............................................................................................................9
4 Technische Baubestimmungen....................................................................................................10
5 Werkstoffe und Ausführung..........................................................................................................10
6 Ausführungsklassen.....................................................................................................................11
7 Einwirkungen................................................................................................................................11 7.1 Allgemeines..................................................................................................................................11 7.2 Trägheits- und Gravitationslasten ................................................................................................11 7.2.1 Ständige Gravitationslasten (Eigenlasten)...................................................................................11 7.2.2 Trägheitskräfte aus Massenexzentrizitäten .................................................................................11 7.2.3 Erdbeben......................................................................................................................................11 7.3 Aerodynamische Lasten...............................................................................................................11 7.3.1 Allgemeines..................................................................................................................................11 7.3.2 Windbedingungen ........................................................................................................................11 7.3.3 Einflüsse benachbarter baulicher Anlagen, Geländerauhigkeit und Topografie auf die
Standorteignung...........................................................................................................................12 7.3.4 Windlasten für den Zustand während der Montage oder Wartung..............................................13 7.3.5 Windlast bei Eisansatz .................................................................................................................14 7.3.6 Einwirkungen aus Wirbelablösungen...........................................................................................14 7.4 Sonstige Einwirkungen.................................................................................................................14 7.4.1 Imperfektionen, Einwirkungen aus Ungleichmäßigen Setzungen ...............................................14 7.4.2 Vorspannkraft ...............................................................................................................................14 7.4.3 Erddruck.......................................................................................................................................14 7.4.4 Sohlwasserdruck..........................................................................................................................14 7.4.5 Wärmeeinwirkung ........................................................................................................................14 7.4.6 Eislasten.......................................................................................................................................15
8 Einwirkungskombinationen ..........................................................................................................16
9 Ermittlung der Bemessungsschnittgrößen...................................................................................18 9.1 Allgemeines..................................................................................................................................18 9.2 Gesamtdynamische Berechnung.................................................................................................19 9.2.1 Allgemeines..................................................................................................................................19 9.2.2 Anforderungen .............................................................................................................................19 9.2.3 Berücksichtigung der Gründung ..................................................................................................20 9.2.4 Schnittgrößen...............................................................................................................................20 9.3 Vereinfachte Berechnung.............................................................................................................22 9.3.1 Allgemeines..................................................................................................................................22 9.3.2 Durch Wind erregte Schwingungen des Turmes in Windrichtung ...............................................23 9.4 Wirbelerregte Querschwingungen ...............................................................................................23 9.5 Logarithmisches Dämpfungsdekrement ......................................................................................23 9.6 Schnittgrößen für den Ermüdungssicherheitsnachweis...............................................................24 9.6.1 Anforderungen .............................................................................................................................24 9.6.2 Beanspruchungskollektive ...........................................................................................................24
10 Sicherheitskonzept.......................................................................................................................24 10.1 Allgemeines..................................................................................................................................24 10.2 Grenzzustände der Tragfähigkeit.................................................................................................24 10.3 Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit..................................................................................27
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1 Geltungsbereich .............................................................................................................................6
2 Begriffe und Bezeichnungen..........................................................................................................7 2.1 Begriffe ...........................................................................................................................................7 2.2 Bezeichnungen ..............................................................................................................................8 2.3 Gegenüberstellung von Begriffen und Bezeichnungen .................................................................9
3 Bautechnische Unterlagen.............................................................................................................9
4 Technische Baubestimmungen....................................................................................................10
5 Werkstoffe und Ausführung..........................................................................................................10
6 Ausführungsklassen.....................................................................................................................11
7 Einwirkungen................................................................................................................................11 7.1 Allgemeines..................................................................................................................................11 7.2 Trägheits- und Gravitationslasten ................................................................................................11 7.2.1 Ständige Gravitationslasten (Eigenlasten)...................................................................................11 7.2.2 Trägheitskräfte aus Massenexzentrizitäten .................................................................................11 7.2.3 Erdbeben......................................................................................................................................11 7.3 Aerodynamische Lasten...............................................................................................................11 7.3.1 Allgemeines..................................................................................................................................11 7.3.2 Windbedingungen ........................................................................................................................11 7.3.3 Einflüsse benachbarter baulicher Anlagen, Geländerauhigkeit und Topografie auf die
Standorteignung...........................................................................................................................12 7.3.4 Windlasten für den Zustand während der Montage oder Wartung..............................................13 7.3.5 Windlast bei Eisansatz .................................................................................................................14 7.3.6 Einwirkungen aus Wirbelablösungen...........................................................................................14 7.4 Sonstige Einwirkungen.................................................................................................................14 7.4.1 Imperfektionen, Einwirkungen aus Ungleichmäßigen Setzungen ...............................................14 7.4.2 Vorspannkraft ...............................................................................................................................14 7.4.3 Erddruck.......................................................................................................................................14 7.4.4 Sohlwasserdruck..........................................................................................................................14 7.4.5 Wärmeeinwirkung ........................................................................................................................14 7.4.6 Eislasten.......................................................................................................................................15
8 Einwirkungskombinationen ..........................................................................................................16
9 Ermittlung der Bemessungsschnittgrößen...................................................................................18 9.1 Allgemeines..................................................................................................................................18 9.2 Gesamtdynamische Berechnung.................................................................................................19 9.2.1 Allgemeines..................................................................................................................................19 9.2.2 Anforderungen .............................................................................................................................19 9.2.3 Berücksichtigung der Gründung ..................................................................................................20 9.2.4 Schnittgrößen...............................................................................................................................20 9.3 Vereinfachte Berechnung.............................................................................................................22 9.3.1 Allgemeines..................................................................................................................................22 9.3.2 Durch Wind erregte Schwingungen des Turmes in Windrichtung ...............................................23 9.4 Wirbelerregte Querschwingungen ...............................................................................................23 9.5 Logarithmisches Dämpfungsdekrement ......................................................................................23 9.6 Schnittgrößen für den Ermüdungssicherheitsnachweis...............................................................24 9.6.1 Anforderungen .............................................................................................................................24 9.6.2 Beanspruchungskollektive ...........................................................................................................24
10 Sicherheitskonzept.......................................................................................................................24 10.1 Allgemeines..................................................................................................................................24 10.2 Grenzzustände der Tragfähigkeit.................................................................................................24 10.3 Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit..................................................................................27
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11 Nachweise für den Turm..............................................................................................................27 11.1 Nachweise in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit .................................................................27 11.1.1 Teilsicherheitsbeiwerte.................................................................................................................27 11.1.2 Festigkeitsversagen .....................................................................................................................27 11.1.3 Stabilitätsversagen.......................................................................................................................28 11.1.4 Ermüdungsversagen von Stahlkonstruktionen ............................................................................28 11.1.5 Ermüdungsversagen von Stahl- und Spannbetonkonstruktionen ...............................................29 11.2 Nachweise in den Grenzzuständen der Gebrauchstauglichkeit ..................................................32 11.2.1 Einwirkungskombinationen ..........................................................................................................32 11.2.2 Teilsicherheitsbeiwert...................................................................................................................32 11.2.3 Verformungsbegrenzung..............................................................................................................32 11.2.4 Spannungsbegrenzung................................................................................................................32 11.2.5 Rissbreitenbegrenzung ................................................................................................................32
12 Nachweise für die Gründung .......................................................................................................32 12.1 Gründungskörper .........................................................................................................................32 12.1.1 Sicherheitskonzept.......................................................................................................................32 12.1.2 Stahleinbauteile............................................................................................................................32 12.1.3 Stahlbetonbauteile .......................................................................................................................32 12.1.4 Bemessung von Pfählen ..............................................................................................................33 12.2 Baugrund......................................................................................................................................33 12.2.1 Beschaffenheit des Baugrunds ....................................................................................................33 12.2.2 Sicherheitskonzept.......................................................................................................................33 12.2.3 Flachgründungen .........................................................................................................................34 12.2.4 Pfahlgründungen (Äußere Tragfähigkeit).....................................................................................34
13 Konstruktionsdetails .....................................................................................................................34 13.1 Ringflanschverbindungen bei stählernen Türmen .......................................................................34 13.2 Öffnungen in der Wand von Stahlrohrtürmen ..............................................................................37 13.3 Scherbeanspruchte Schraubenverbindungen .............................................................................38 13.4 Stahlsortenauswahl......................................................................................................................39 13.4.1 Einwirkungen für die Wahl der Stahlsorte....................................................................................39 13.4.2 Maßgebende Erzeugnisdicke bei Ringflanschverbindungen.......................................................39 13.4.3 Auswahl der Stahlsorten im Hinblick auf Eigenschaften in Dickenrichtung.................................39
14 Bauabnahme und Inbetriebnahme...............................................................................................40
15 Wiederkehrende Prüfungen .........................................................................................................40 15.1 Allgemeines..................................................................................................................................40 15.2 Umfang der Wiederkehrenden Prüfung .......................................................................................41 15.3 Unterlagen der zu prüfenden Windenergieanlage .......................................................................41 15.4 Maßnahmen .................................................................................................................................41 15.4.1 Reparaturen .................................................................................................................................41 15.4.2 Außerbetriebnahme und Wiederinbetriebnahme.........................................................................41 15.5 Dokumentation .............................................................................................................................42
16 Standorteignung von Windenergieanlagen..................................................................................42 16.1 Bestehende Anlagen im Falle einer Parkerweiterung/Parkänderung..........................................42 16.2 Neuanlagen..................................................................................................................................42
17 Weiterbetrieb von Windenergieanlagen.......................................................................................43 17.1 Anwendung der "Richtlinie für den Weiterbetrieb von Windenergieanlagen" - Beurteilung
von Turm und Gründung..............................................................................................................43 17.2 Sachverständige ..........................................................................................................................44
18 In Bezug genommene Normen ....................................................................................................44
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11 Nachweise für den Turm..............................................................................................................27 11.1 Nachweise in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit .................................................................27 11.1.1 Teilsicherheitsbeiwerte.................................................................................................................27 11.1.2 Festigkeitsversagen .....................................................................................................................27 11.1.3 Stabilitätsversagen.......................................................................................................................28 11.1.4 Ermüdungsversagen von Stahlkonstruktionen ............................................................................28 11.1.5 Ermüdungsversagen von Stahl- und Spannbetonkonstruktionen ...............................................29 11.2 Nachweise in den Grenzzuständen der Gebrauchstauglichkeit ..................................................32 11.2.1 Einwirkungskombinationen ..........................................................................................................32 11.2.2 Teilsicherheitsbeiwert...................................................................................................................32 11.2.3 Verformungsbegrenzung..............................................................................................................32 11.2.4 Spannungsbegrenzung................................................................................................................32 11.2.5 Rissbreitenbegrenzung ................................................................................................................32
12 Nachweise für die Gründung .......................................................................................................32 12.1 Gründungskörper .........................................................................................................................32 12.1.1 Sicherheitskonzept.......................................................................................................................32 12.1.2 Stahleinbauteile............................................................................................................................32 12.1.3 Stahlbetonbauteile .......................................................................................................................32 12.1.4 Bemessung von Pfählen ..............................................................................................................33 12.2 Baugrund......................................................................................................................................33 12.2.1 Beschaffenheit des Baugrunds ....................................................................................................33 12.2.2 Sicherheitskonzept.......................................................................................................................33 12.2.3 Flachgründungen .........................................................................................................................34 12.2.4 Pfahlgründungen (Äußere Tragfähigkeit).....................................................................................34
13 Konstruktionsdetails .....................................................................................................................34 13.1 Ringflanschverbindungen bei stählernen Türmen .......................................................................34 13.2 Öffnungen in der Wand von Stahlrohrtürmen ..............................................................................37 13.3 Scherbeanspruchte Schraubenverbindungen .............................................................................38 13.4 Stahlsortenauswahl......................................................................................................................39 13.4.1 Einwirkungen für die Wahl der Stahlsorte....................................................................................39 13.4.2 Maßgebende Erzeugnisdicke bei Ringflanschverbindungen.......................................................39 13.4.3 Auswahl der Stahlsorten im Hinblick auf Eigenschaften in Dickenrichtung.................................39
14 Bauabnahme und Inbetriebnahme...............................................................................................40
15 Wiederkehrende Prüfungen .........................................................................................................40 15.1 Allgemeines..................................................................................................................................40 15.2 Umfang der Wiederkehrenden Prüfung .......................................................................................41 15.3 Unterlagen der zu prüfenden Windenergieanlage .......................................................................41 15.4 Maßnahmen .................................................................................................................................41 15.4.1 Reparaturen .................................................................................................................................41 15.4.2 Außerbetriebnahme und Wiederinbetriebnahme.........................................................................41 15.5 Dokumentation .............................................................................................................................42
16 Standorteignung von Windenergieanlagen..................................................................................42 16.1 Bestehende Anlagen im Falle einer Parkerweiterung/Parkänderung..........................................42 16.2 Neuanlagen..................................................................................................................................42
17 Weiterbetrieb von Windenergieanlagen.......................................................................................43 17.1 Anwendung der "Richtlinie für den Weiterbetrieb von Windenergieanlagen" - Beurteilung
von Turm und Gründung..............................................................................................................43 17.2 Sachverständige ..........................................................................................................................44
18 In Bezug genommene Normen ....................................................................................................44
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241
1 Geltungsbereich
Diese Richtlinie gilt für die Nachweise der Standsicherheit des Turmes und der Gründung von Windener-gieanlagen. Sie enthält zugleich, basierend auf den Festlegungen von DIN EN 61400-1, Regelungen über Einwirkungen auf die gesamte Windenergieanlage einschließlich der zugehörigen Sicherheitsbeiwerte, die der Ermittlung der aus der Maschine auf den Turm und die Gründung wirkenden Schnittgrößen (siehe Abschnitt 9.2.4) zu deren Beurteilung zugrunde zu legen sind. Die Beurteilung der Maschine selbst ist nicht Gegenstand dieser Richtlinie. Auf die neunte Verordnung zum Produktsicherheitsgesetz (Maschi-nenverordnung) (9. ProdSV) zur Umsetzung der Richtlinie RL 2006/42/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 17. Mai 2006 über Maschinen und zur Änderung der Richtlinie 95/16/EG (ABl. L 157 vom 09.06.2006, S. 24, L 76 vom 16.03.2007, S. 35) wird verwiesen.
Weiter sind gegebenenfalls Anforderungen des anlagenbezogenen Gewässerschutzes nach § 62 WHG (Wasserhaushaltsgesetz) zu berücksichtigen.
Für die Sicherheitsanforderungen an die Maschine gilt DIN EN 61400-1.
Darüber hinaus muss das Sicherheitssystem zwei oder mehrere Bremssysteme enthalten (mechanisch, elektrisch oder aerodynamisch), die geeignet sind, den Rotor aus jedem Betriebszustand in den Stillstand oder Leerlauf zu bringen. Mindestens ein Bremssystem muss in der Lage sein, das System auch bei Netzausfall in einem eigensicheren Zustand zu halten.
Zur Ermittlung der Einwirkungen wird die Anwendung der nachfolgend angegebenen Ausgaben der DIN EN 61400-1 zugelassen. Es gilt jeweils die Norm mit allen zugehörigen Berichtigungen und Anhän-gen, wobei im Text dieser Richtlinie nur auf das jeweilige Basisdokument mit Angabe des Ausgabejahres (nachfolgend fett gedruckt) verwiesen wird.
Die jeweils angewendete Ausgabe ist in ihrer Gesamtheit bzgl. der Ermittlung der Einwirkungen anzu-wenden. Eine Mischung ist nicht zulässig. Dies betrifft z.B. Details bzgl. der Lastfalldefinitionen und der Auswertemethoden. Ggf. vorhandene Vorgaben zu Konstruktion, Bemessung und Ausführung des Tur-mes und der Gründung gelten im Zusammenhang mit dieser Richtlinie nicht.
Wenn in dieser Richtlinie auf DIN EN 61400-1 ohne Angabe des Ausgabedatums verwiesen wird, dann gelten entsprechend die Regelungen der jeweils zur gesamtheitlichen Anwendung ausgewählten Ausga-be.
Eine Ausnahme betrifft die Bestimmung der effektiven Turbulenz innerhalb eines Windparks, die nach der jeweils neuesten Ausgabe zu erfolgen hat.
Windenergieanlagen, deren überstrichene Rotorfläche kleiner als 200 m2 ist und die eine Spannung er-zeugen, die unter 1000 V Wechselspannung oder 1500 V Gleichspannung liegt, dürfen nach DIN EN 61400-2 nachgewiesen werden. Insbesondere muss auch für kleine Windenergieanlagen das Sicherheitssystem zwei oder mehrere Bremssysteme enthalten (mechanisch, elektrisch oder aerodyna-misch), die geeignet sind, den Rotor aus jedem Betriebszustand in den Stillstand oder Leerlauf zu brin-gen. Mindestens ein Bremssystem muss in der Lage sein, das System auch bei Netzausfall in einem eigensicheren Zustand zu halten.
Konstruktion, Bemessung und Ausführung des Turmes und der Gründung von Windenergieanlagen rich-ten sich nach den einschlägigen Technischen Baubestimmungen für vergleichbare Konstruktionen, wie Antennentragwerke, Schornsteine, Masten u.ä., sofern in dieser Richtlinie keine anderen Regelungen getroffen werden.
Außerdem werden Anforderungen bezüglich Inspektion und Wartung der Anlage gestellt, damit die Standsicherheit des Turmes und der Gründung über die vorgesehene Entwurfslebensdauer sichergestellt ist.
Die Richtlinie berücksichtigt nicht die Besonderheiten von Windenergieanlagen, die im offenen Wasser von Nord- und Ostsee errichtet werden (Offshore-Anlagen). Auch werden in dieser Richtlinie die Beson-derheiten von Vertikalachsanlagen und abgespannten Systemen nicht berücksichtigt. Allerdings können die hier angegebenen Regelungen sinngemäß auch auf solche Anlagen angewendet werden.
DIN EN 61400-1:2011-08 Alternativ: DIN EN 61400-1:2004-08 DIN EN 61400-1 Berichtigung 1:2005-12
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1 Geltungsbereich
Diese Richtlinie gilt für die Nachweise der Standsicherheit des Turmes und der Gründung von Windener-gieanlagen. Sie enthält zugleich, basierend auf den Festlegungen von DIN EN 61400-1, Regelungen über Einwirkungen auf die gesamte Windenergieanlage einschließlich der zugehörigen Sicherheitsbeiwerte, die der Ermittlung der aus der Maschine auf den Turm und die Gründung wirkenden Schnittgrößen (siehe Abschnitt 9.2.4) zu deren Beurteilung zugrunde zu legen sind. Die Beurteilung der Maschine selbst ist nicht Gegenstand dieser Richtlinie. Auf die neunte Verordnung zum Produktsicherheitsgesetz (Maschi-nenverordnung) (9. ProdSV) zur Umsetzung der Richtlinie RL 2006/42/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 17. Mai 2006 über Maschinen und zur Änderung der Richtlinie 95/16/EG (ABl. L 157 vom 09.06.2006, S. 24, L 76 vom 16.03.2007, S. 35) wird verwiesen.
Weiter sind gegebenenfalls Anforderungen des anlagenbezogenen Gewässerschutzes nach § 62 WHG (Wasserhaushaltsgesetz) zu berücksichtigen.
Für die Sicherheitsanforderungen an die Maschine gilt DIN EN 61400-1.
Darüber hinaus muss das Sicherheitssystem zwei oder mehrere Bremssysteme enthalten (mechanisch, elektrisch oder aerodynamisch), die geeignet sind, den Rotor aus jedem Betriebszustand in den Stillstand oder Leerlauf zu bringen. Mindestens ein Bremssystem muss in der Lage sein, das System auch bei Netzausfall in einem eigensicheren Zustand zu halten.
Zur Ermittlung der Einwirkungen wird die Anwendung der nachfolgend angegebenen Ausgaben der DIN EN 61400-1 zugelassen. Es gilt jeweils die Norm mit allen zugehörigen Berichtigungen und Anhän-gen, wobei im Text dieser Richtlinie nur auf das jeweilige Basisdokument mit Angabe des Ausgabejahres (nachfolgend fett gedruckt) verwiesen wird.
Die jeweils angewendete Ausgabe ist in ihrer Gesamtheit bzgl. der Ermittlung der Einwirkungen anzu-wenden. Eine Mischung ist nicht zulässig. Dies betrifft z.B. Details bzgl. der Lastfalldefinitionen und der Auswertemethoden. Ggf. vorhandene Vorgaben zu Konstruktion, Bemessung und Ausführung des Tur-mes und der Gründung gelten im Zusammenhang mit dieser Richtlinie nicht.
Wenn in dieser Richtlinie auf DIN EN 61400-1 ohne Angabe des Ausgabedatums verwiesen wird, dann gelten entsprechend die Regelungen der jeweils zur gesamtheitlichen Anwendung ausgewählten Ausga-be.
Eine Ausnahme betrifft die Bestimmung der effektiven Turbulenz innerhalb eines Windparks, die nach der jeweils neuesten Ausgabe zu erfolgen hat.
Windenergieanlagen, deren überstrichene Rotorfläche kleiner als 200 m2 ist und die eine Spannung er-zeugen, die unter 1000 V Wechselspannung oder 1500 V Gleichspannung liegt, dürfen nach DIN EN 61400-2 nachgewiesen werden. Insbesondere muss auch für kleine Windenergieanlagen das Sicherheitssystem zwei oder mehrere Bremssysteme enthalten (mechanisch, elektrisch oder aerodyna-misch), die geeignet sind, den Rotor aus jedem Betriebszustand in den Stillstand oder Leerlauf zu brin-gen. Mindestens ein Bremssystem muss in der Lage sein, das System auch bei Netzausfall in einem eigensicheren Zustand zu halten.
Konstruktion, Bemessung und Ausführung des Turmes und der Gründung von Windenergieanlagen rich-ten sich nach den einschlägigen Technischen Baubestimmungen für vergleichbare Konstruktionen, wie Antennentragwerke, Schornsteine, Masten u.ä., sofern in dieser Richtlinie keine anderen Regelungen getroffen werden.
Außerdem werden Anforderungen bezüglich Inspektion und Wartung der Anlage gestellt, damit die Standsicherheit des Turmes und der Gründung über die vorgesehene Entwurfslebensdauer sichergestellt ist.
Die Richtlinie berücksichtigt nicht die Besonderheiten von Windenergieanlagen, die im offenen Wasser von Nord- und Ostsee errichtet werden (Offshore-Anlagen). Auch werden in dieser Richtlinie die Beson-derheiten von Vertikalachsanlagen und abgespannten Systemen nicht berücksichtigt. Allerdings können die hier angegebenen Regelungen sinngemäß auch auf solche Anlagen angewendet werden.
DIN EN 61400-1:2011-08 Alternativ: DIN EN 61400-1:2004-08 DIN EN 61400-1 Berichtigung 1:2005-12
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2 Begriffe und Bezeichnungen 2.1 Begriffe Die Definitionen der folgenden Begriffe sind im Zusammenhang mit den Regeln dieser Richtlinie zu ver-stehen. Sie können u.U. von den in Energieertragsberechnungen und in anderen Regelwerken verwen-deten Definitionen abweichen. Windenergieanlage (WEA): Anlage, die die kinetische Energie des Windes in elektrische Energie umwandelt Fundament und Boden-Bauwerksinteraktion (Bodendrehfeder): Erdberührtes Stahl-, Stahlbeton- oder Spannbetonbauteil inkl. Betonsockel über natürlicher bzw. aufge-füllter Geländeoberkante und Boden Turm: Teil einer Windenergieanlage oberhalb des Fundamentes, der die Maschine trägt, einschließlich eventu-eller Abspannungen Stahlturm: Turm bestehend aus ein oder mehreren Stahlrohrsegmenten Spannbetonturm: vorgespannter Ortbeton- oder Fertigteilturm Hybridturm: Stahlbeton- oder Spannbetonturm mit aufgesetztem Stahlrohrturm Maschine: Der auf dem Turm angeordnete maschinentechnische Teil der Windenergieanlage, hierzu zählen u.a. die Rotorblätter sowie die Nabe, die Welle, das Getriebe, die regelungs- und elektro-technischen Komponenten, der Generator, die Lager und die Bremsen Entwurfslebensdauer: die der Auslegung der Windenergieanlage zugrunde gelegte rechnerische Zeitdauer Nennleistung: maximale Dauerleistung, die sich aus der Leistungskurve ergibt Nenndrehzahl nR: Drehzahl des Rotors pro Minute, bei der bei Nennwindgeschwindigkeit die Nennleistung erreicht wird Leerlauf: betriebsbereiter Zustand einer Windenergieanlage ohne Leistungsabgabe, bei dem sich der Rotor lang-sam dreht mittlere Windgeschwindigkeit vm(z): mittlere Windgeschwindigkeit (10-Minuten-Mittel), abhängig von der Topographie des Standortes 50-Jahres-Wind v50: mittlere Windgeschwindigkeit, die statistisch im Mittel einmal in 50 Jahren erreicht oder überschritten wird (entspricht einer jährlichen Überschreitungswahrscheinlichkeit von 0,02) Referenzwindgeschwindigkeit vb,0: 50-Jahres-Wind in 10 m Höhe in ebenem offenem Gelände, der über eine Zeitspanne von 10 Minuten gemittelt wird 1-Jahres-Wind v1: mittlere Windgeschwindigkeit, die statistisch im Mittel jährlich einmal erreicht oder überschritten wird Jahresmittel der Windgeschwindigkeit vave: über mehrere Jahre gemittelte Windgeschwindigkeit auf Nebenhöhe
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2 Begriffe und Bezeichnungen 2.1 Begriffe Die Definitionen der folgenden Begriffe sind im Zusammenhang mit den Regeln dieser Richtlinie zu ver-stehen. Sie können u.U. von den in Energieertragsberechnungen und in anderen Regelwerken verwen-deten Definitionen abweichen. Windenergieanlage (WEA): Anlage, die die kinetische Energie des Windes in elektrische Energie umwandelt Fundament und Boden-Bauwerksinteraktion (Bodendrehfeder): Erdberührtes Stahl-, Stahlbeton- oder Spannbetonbauteil inkl. Betonsockel über natürlicher bzw. aufge-füllter Geländeoberkante und Boden Turm: Teil einer Windenergieanlage oberhalb des Fundamentes, der die Maschine trägt, einschließlich eventu-eller Abspannungen Stahlturm: Turm bestehend aus ein oder mehreren Stahlrohrsegmenten Spannbetonturm: vorgespannter Ortbeton- oder Fertigteilturm Hybridturm: Stahlbeton- oder Spannbetonturm mit aufgesetztem Stahlrohrturm Maschine: Der auf dem Turm angeordnete maschinentechnische Teil der Windenergieanlage, hierzu zählen u.a. die Rotorblätter sowie die Nabe, die Welle, das Getriebe, die regelungs- und elektro-technischen Komponenten, der Generator, die Lager und die Bremsen Entwurfslebensdauer: die der Auslegung der Windenergieanlage zugrunde gelegte rechnerische Zeitdauer Nennleistung: maximale Dauerleistung, die sich aus der Leistungskurve ergibt Nenndrehzahl nR: Drehzahl des Rotors pro Minute, bei der bei Nennwindgeschwindigkeit die Nennleistung erreicht wird Leerlauf: betriebsbereiter Zustand einer Windenergieanlage ohne Leistungsabgabe, bei dem sich der Rotor lang-sam dreht mittlere Windgeschwindigkeit vm(z): mittlere Windgeschwindigkeit (10-Minuten-Mittel), abhängig von der Topographie des Standortes 50-Jahres-Wind v50: mittlere Windgeschwindigkeit, die statistisch im Mittel einmal in 50 Jahren erreicht oder überschritten wird (entspricht einer jährlichen Überschreitungswahrscheinlichkeit von 0,02) Referenzwindgeschwindigkeit vb,0: 50-Jahres-Wind in 10 m Höhe in ebenem offenem Gelände, der über eine Zeitspanne von 10 Minuten gemittelt wird 1-Jahres-Wind v1: mittlere Windgeschwindigkeit, die statistisch im Mittel jährlich einmal erreicht oder überschritten wird Jahresmittel der Windgeschwindigkeit vave: über mehrere Jahre gemittelte Windgeschwindigkeit auf Nebenhöhe
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Nennwindgeschwindigkeit vr: die kleinste mittlere Windgeschwindigkeit, bei der die Nennleistung erreicht wird Einschaltwindgeschwindigkeit vin: die kleinste mittlere Windgeschwindigkeit, bei der die Windenergieanlage betrieben wird Abschaltwindgeschwindigkeit vout: die größte mittlere Windgeschwindigkeit, bei der die Windenergieanlage betrieben wird 2.2 Bezeichnungen A Fläche a horizontaler Abstand zwischen den Turmachsen zweier benachbarter Windenergieanlagen cf aerodynamischer Kraftbeiwert D Rotordurchmesser F Kraft, Last f0 Eigenfrequenz fR Erregerfrequenz des laufenden Rotors G Böenreaktionsfaktor h Höhe des Rotormittelpunktes (Nabenhöhe) über Gelände, Turmhöhe IT Turbulenzintensität M Moment m Anzahl der Rotorblätter, Exponent der Wöhlerkurve mE Eismasse
N Lastspielzahl nR Nenndrehzahl des Rotors
q Geschwindigkeitsdruck (Staudruck) R Rotorradius s auf den Rotordurchmesser bezogener dimensionsloser horizontaler Abstand zwischen den
Turmachsen zweier benachbarter Anlagen Ted Bezugstemperatur T0 Einwirkungsdauer ts Tiefe des Rotorblattes an der Spitze bei linearer Extrapolation der Vorder- und Hinterkante
tw größte Tiefe des Rotorblattes in der Nähe der Wurzel
v1 1-Jahres-Wind vhub Windgeschwindigkeit in Nabenhöhe vave Jahresmittel der Windgeschwindigkeit in Nabenhöhe vout Abschaltwindgeschwindigkeit
vin Einschaltwindgeschwindigkeit
vr Nennwindgeschwindigkeit
Koordinaten (siehe Bild 4)
Geländerauhigkeitsexponent Anströmwinkel F Teilsicherheitsbeiwert für die Einwirkung
M Teilsicherheitsbeiwert für den Widerstand
logarithmisches Dämpfungsdekrement
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Nennwindgeschwindigkeit vr: die kleinste mittlere Windgeschwindigkeit, bei der die Nennleistung erreicht wird Einschaltwindgeschwindigkeit vin: die kleinste mittlere Windgeschwindigkeit, bei der die Windenergieanlage betrieben wird Abschaltwindgeschwindigkeit vout: die größte mittlere Windgeschwindigkeit, bei der die Windenergieanlage betrieben wird 2.2 Bezeichnungen A Fläche a horizontaler Abstand zwischen den Turmachsen zweier benachbarter Windenergieanlagen cf aerodynamischer Kraftbeiwert D Rotordurchmesser F Kraft, Last f0 Eigenfrequenz fR Erregerfrequenz des laufenden Rotors G Böenreaktionsfaktor h Höhe des Rotormittelpunktes (Nabenhöhe) über Gelände, Turmhöhe IT Turbulenzintensität M Moment m Anzahl der Rotorblätter, Exponent der Wöhlerkurve mE Eismasse
N Lastspielzahl nR Nenndrehzahl des Rotors
q Geschwindigkeitsdruck (Staudruck) R Rotorradius s auf den Rotordurchmesser bezogener dimensionsloser horizontaler Abstand zwischen den
Turmachsen zweier benachbarter Anlagen Ted Bezugstemperatur T0 Einwirkungsdauer ts Tiefe des Rotorblattes an der Spitze bei linearer Extrapolation der Vorder- und Hinterkante
tw größte Tiefe des Rotorblattes in der Nähe der Wurzel
v1 1-Jahres-Wind vhub Windgeschwindigkeit in Nabenhöhe vave Jahresmittel der Windgeschwindigkeit in Nabenhöhe vout Abschaltwindgeschwindigkeit
vin Einschaltwindgeschwindigkeit
vr Nennwindgeschwindigkeit
Koordinaten (siehe Bild 4)
Geländerauhigkeitsexponent Anströmwinkel F Teilsicherheitsbeiwert für die Einwirkung
M Teilsicherheitsbeiwert für den Widerstand
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Verhältniswert bezüglich der Tiefe des Rotorblattes, = ts/tw dimensionslose Längenordinate auf dem Rotorblatt Luftdichte E Dichte des Eises
Spannung Spannungsschwingbreite
Fußzeiger d Bemessungswerte k charakteristische Werte
2.3 Gegenüberstellung von Begriffen und Bezeichnungen Tabelle 1
DIN EN 61400-1:2004 DIN EN 61400-1:2011 DIBt-Richtlinie Formelzeichen
Bezeichnung/Bedeutung Formelzeichen
Bezeichnung/Bedeutung Formelzeichen
Bezeichnung/Bedeutung vref
Bezugswindgeschwindigkeit vref
Bezugswindgeschwindigkeit vref
Referenzgeschwindigkeit Grundlagenparameter zur Definition der Typklassen. Weitere relevante Auslegungsparameter werden hier-von abgeleitet. 10-min-Mittelwert der extremen Windgeschwindigkeit in Nabenhöhe mit einem Wiederkehr-zeitraum von 50 Jahren.
Grundlagenparameter zur Definition der Typklassen. Weitere relevante Auslegungsparameter werden hier-von abgeleitet. 10-min-Mittelwert der extremen Windgeschwindigkeit in Nabenhöhe mit einem Wiederkehr-zeitraum von 50 Jahren.
50-Jahreswind in 10 m Höhe in ebenem offenem Gelände.
vr Bemessungswindgeschwindigkeit
vr Bemessungswindgeschwindigkeit
vr Nennwindgeschwindigkeit
Bemessungsleistung Bemessungsleistung Nennleistung
A (Anormal) A (Anormal) A (Außergewöhnlich)
Art des Auslegungszustandes Art des Auslegungszustandes Gruppe der Einwirkungskombinationen
3 Bautechnische Unterlagen Zu den bautechnischen Unterlagen gehören: A Technische Daten der Windenergieanlage mit insbesondere folgenden Angaben:
1 Modellbezeichnung 2 Hersteller 3 Konfiguration (Typenblatt) 4 Regelungs- und Bremssystem 5 Rotorblatttyp 6 Betriebsdaten, die für die Ermittlung der Einwirkungen und für die Bemessung des Turmes erfor-
derlich sind B Gesamtübersicht der Anlage und ggf. Lageplan C Baubeschreibung von Turm und Gründung mit folgenden Angaben:
1 Windgeschwindigkeitszone (Auslegung und ggf. Standort) 2 Entwurfslebensdauer 3 Baugrundverhältnisse
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Verhältniswert bezüglich der Tiefe des Rotorblattes, = ts/tw dimensionslose Längenordinate auf dem Rotorblatt Luftdichte E Dichte des Eises
Spannung Spannungsschwingbreite
Fußzeiger d Bemessungswerte k charakteristische Werte
2.3 Gegenüberstellung von Begriffen und Bezeichnungen Tabelle 1
DIN EN 61400-1:2004 DIN EN 61400-1:2011 DIBt-Richtlinie Formelzeichen
Bezeichnung/Bedeutung Formelzeichen
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Bezeichnung/Bedeutung vref
Bezugswindgeschwindigkeit vref
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Referenzgeschwindigkeit Grundlagenparameter zur Definition der Typklassen. Weitere relevante Auslegungsparameter werden hier-von abgeleitet. 10-min-Mittelwert der extremen Windgeschwindigkeit in Nabenhöhe mit einem Wiederkehr-zeitraum von 50 Jahren.
Grundlagenparameter zur Definition der Typklassen. Weitere relevante Auslegungsparameter werden hier-von abgeleitet. 10-min-Mittelwert der extremen Windgeschwindigkeit in Nabenhöhe mit einem Wiederkehr-zeitraum von 50 Jahren.
50-Jahreswind in 10 m Höhe in ebenem offenem Gelände.
vr Bemessungswindgeschwindigkeit
vr Bemessungswindgeschwindigkeit
vr Nennwindgeschwindigkeit
Bemessungsleistung Bemessungsleistung Nennleistung
A (Anormal) A (Anormal) A (Außergewöhnlich)
Art des Auslegungszustandes Art des Auslegungszustandes Gruppe der Einwirkungskombinationen
3 Bautechnische Unterlagen Zu den bautechnischen Unterlagen gehören: A Technische Daten der Windenergieanlage mit insbesondere folgenden Angaben:
1 Modellbezeichnung 2 Hersteller 3 Konfiguration (Typenblatt) 4 Regelungs- und Bremssystem 5 Rotorblatttyp 6 Betriebsdaten, die für die Ermittlung der Einwirkungen und für die Bemessung des Turmes erfor-
derlich sind B Gesamtübersicht der Anlage und ggf. Lageplan C Baubeschreibung von Turm und Gründung mit folgenden Angaben:
1 Windgeschwindigkeitszone (Auslegung und ggf. Standort) 2 Entwurfslebensdauer 3 Baugrundverhältnisse
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D Schnittgrößen zum Nachweis von Turm und Gründung und weitere Grundlagen für die Bemessung (siehe Abschnitt 9)
E Standsicherheitsnachweise für Turm und Gründung (Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit
und der Gebrauchstauglichkeit) einschließlich der Schwingungsuntersuchungen F Konstruktionszeichnungen für Turm und Gründung mit allen notwendigen Informationen und techni-
schen Anforderungen für die Ausführung von Stahlkonstruktionen (siehe Normenreihe Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten) und von Stahl- und Spannbetonkonstruktionen (sie-he Normenreihe Eurocode 2: Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontrag-werken).
G Montageanleitung (z.B. Spannanweisung, Herstellanweisung für die Gründung gemäß
DIN EN 13670) H Gutachtliche Stellungnahme eines Sachverständigen zur Gründung (Baugrundgutachten) Außerdem müssen für Windenergieanlagen folgende Unterlagen vorliegen: I Gutachtliche Stellungnahmen, in denen ggf. Auflagen zum Bau und Betrieb der Windenergieanlage
zu formulieren sind 1 Gutachtliche Stellungnahme eines Sachverständigen zur Bestätigung der Schnittgrößen für den
Nachweis von Turm und Gründung, Rotorblätter und Maschinenbau (Lastgutachten) 2 Gutachtliche Stellungnahme eines Sachverständigen zu den Nachweisen der Sicherheitseinrich-
tungen (Sicherheitsgutachten) 3 Gutachtliche Stellungnahme eines Sachverständigen zu den Nachweisen der Rotorblätter 4 Gutachtliche Stellungnahme eines Sachverständigen zu den Nachweisen der maschinenbauli-
chen Komponenten und der Verkleidung von Maschinenhaus, Nabe (Maschinengutachten) 5 Gutachtliche Stellungnahme eines Sachverständigen zu den Nachweisen für die elektrotechni-
schen Komponenten und den Blitzschutz Weitere Unterlagen, die von dem Sachverständigen des Maschinengutachtens begutachtet sein müssen: J Bedienungsanleitung K Inbetriebnahmeprotokoll (Vordruck) L Wartungspflichtenbuch (siehe Abschnitt 15) 4 Technische Baubestimmungen
Sofern in dieser Richtlinie nicht anderes bestimmt ist, gelten die Technischen Baubestimmungen, insbe-sondere hinsichtlich der Einwirkungen DIN EN 1991-1-1, -1-3 und -1-4, für Stahlkonstruktionen die Grundnormen der Normenreihe DIN EN 1993, für Stahlbeton- und Spannbetonkonstruktionen die Nor-menreihe DIN EN 1992, sowie für den Baugrund DIN EN 1997. Alle Normen der Eurocode-Reihe sind stets in Verbindung mit ihren Nationalen Anhängen anzuwenden. Weiterhin dürfen für Stahlvollwandtürme die Regelungen der DIN EN 1993-3-2, Kapitel 5.2 angewendet werden. 5 Werkstoffe und Ausführung
Es dürfen nur Werkstoffe verwendet werden, die den Technischen Baubestimmungen entsprechen. Die Verwendung anderer Werkstoffe bedarf nach den bauaufsichtlichen Vorschriften eines besonderen Nachweises der Verwendbarkeit, z.B. durch eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung oder durch eine Zustimmung im Einzelfall.
Die Ausführung von Stahlbeton- und Spannbetonbauteilen erfolgt nach DIN EN 13670.
Spannverfahren, die zum Vorspannen von Windenergieanlagen verwendet werden, müssen für die Vor-spannung von Türmen, bzw. für diesen entsprechenden Anwendungsbereich, zugelassen sein.
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D Schnittgrößen zum Nachweis von Turm und Gründung und weitere Grundlagen für die Bemessung (siehe Abschnitt 9)
E Standsicherheitsnachweise für Turm und Gründung (Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit
und der Gebrauchstauglichkeit) einschließlich der Schwingungsuntersuchungen F Konstruktionszeichnungen für Turm und Gründung mit allen notwendigen Informationen und techni-
schen Anforderungen für die Ausführung von Stahlkonstruktionen (siehe Normenreihe Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten) und von Stahl- und Spannbetonkonstruktionen (sie-he Normenreihe Eurocode 2: Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontrag-werken).
G Montageanleitung (z.B. Spannanweisung, Herstellanweisung für die Gründung gemäß
DIN EN 13670) H Gutachtliche Stellungnahme eines Sachverständigen zur Gründung (Baugrundgutachten) Außerdem müssen für Windenergieanlagen folgende Unterlagen vorliegen: I Gutachtliche Stellungnahmen, in denen ggf. Auflagen zum Bau und Betrieb der Windenergieanlage
zu formulieren sind 1 Gutachtliche Stellungnahme eines Sachverständigen zur Bestätigung der Schnittgrößen für den
Nachweis von Turm und Gründung, Rotorblätter und Maschinenbau (Lastgutachten) 2 Gutachtliche Stellungnahme eines Sachverständigen zu den Nachweisen der Sicherheitseinrich-
tungen (Sicherheitsgutachten) 3 Gutachtliche Stellungnahme eines Sachverständigen zu den Nachweisen der Rotorblätter 4 Gutachtliche Stellungnahme eines Sachverständigen zu den Nachweisen der maschinenbauli-
chen Komponenten und der Verkleidung von Maschinenhaus, Nabe (Maschinengutachten) 5 Gutachtliche Stellungnahme eines Sachverständigen zu den Nachweisen für die elektrotechni-
schen Komponenten und den Blitzschutz Weitere Unterlagen, die von dem Sachverständigen des Maschinengutachtens begutachtet sein müssen: J Bedienungsanleitung K Inbetriebnahmeprotokoll (Vordruck) L Wartungspflichtenbuch (siehe Abschnitt 15) 4 Technische Baubestimmungen
Sofern in dieser Richtlinie nicht anderes bestimmt ist, gelten die Technischen Baubestimmungen, insbe-sondere hinsichtlich der Einwirkungen DIN EN 1991-1-1, -1-3 und -1-4, für Stahlkonstruktionen die Grundnormen der Normenreihe DIN EN 1993, für Stahlbeton- und Spannbetonkonstruktionen die Nor-menreihe DIN EN 1992, sowie für den Baugrund DIN EN 1997. Alle Normen der Eurocode-Reihe sind stets in Verbindung mit ihren Nationalen Anhängen anzuwenden. Weiterhin dürfen für Stahlvollwandtürme die Regelungen der DIN EN 1993-3-2, Kapitel 5.2 angewendet werden. 5 Werkstoffe und Ausführung
Es dürfen nur Werkstoffe verwendet werden, die den Technischen Baubestimmungen entsprechen. Die Verwendung anderer Werkstoffe bedarf nach den bauaufsichtlichen Vorschriften eines besonderen Nachweises der Verwendbarkeit, z.B. durch eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung oder durch eine Zustimmung im Einzelfall.
Die Ausführung von Stahlbeton- und Spannbetonbauteilen erfolgt nach DIN EN 13670.
Spannverfahren, die zum Vorspannen von Windenergieanlagen verwendet werden, müssen für die Vor-spannung von Türmen, bzw. für diesen entsprechenden Anwendungsbereich, zugelassen sein.
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6 Ausführungsklassen
Stahltürme von Windenergieanlagen oder Teile von Windenergieanlagen in Stahlbauweise sind gemäß DIN EN 1090-2 Anhang B der Beanspruchungskategorie SC2 und der Schadensfolgeklasse CC2 zuzu-ordnen. Demzufolge gilt als Mindestanforderung für Windenergieanlagen die Ausführungsklasse EXC3. Entsprechende Anforderungen für die Ausführung sind DIN EN 1090-2 Anhang A.3 zu entnehmen. 7 Einwirkungen 7.1 Allgemeines
Einwirkungen auf die Windenergieanlage sind entsprechend DIN EN 61400-1 anzunehmen, siehe auch Absatz 6. Ergänzend sind weitere Einwirkungen nach Absatz 6 zu berücksichtigen. 7.2 Trägheits- und Gravitationslasten 7.2.1 Ständige Gravitationslasten (Eigenlasten)
Die charakteristischen Werte der Eigenlasten sind mit den Rechenwerten nach DIN EN 1991-1-1 zu er-mitteln. Werden Werkstoffe verwendet, die nicht in diesen Normen enthalten sind, so sind deren tatsäch-liche Wichten der Lastermittlung zugrunde zu legen. 7.2.2 Trägheitskräfte aus Massenexzentrizitäten
Die für die Rotorfertigung festgelegten maximalen Massenunwuchten sind zu berücksichtigen.
Außerdem sind die zusätzlichen Trägheitskräfte aus Massenexzentrizitäten infolge Eislasten für den Fall zu ermitteln, dass 1 Rotorblatt nicht vereist ist (siehe Abschnitt 7.4.6), sofern der Betrieb unter Eislasten nicht sicher ausgeschlossen werden kann. 7.2.3 Erdbeben
Einwirkungen aus Erdbeben sind gemäß DIN EN 1998-1 einschließlich DIN EN 1998-1/NA zu berück-sichtigen, wobei Bedeutungsklasse 1 angenommen werden darf.
Die Überlagerung mit den Lasten der WEA anhand der Lastfälle D.5 und D.6 ist hierbei eine vereinfachte Betrachtung. Alternativ kann eine genauere Betrachtung nach DIN EN 61400-1:2006 erfolgen. 7.3 Aerodynamische Lasten 7.3.1 Allgemeines
Die aerodynamischen Lasten sind nach DIN EN 1991-1-4 unter Berücksichtigung der besonderen Festle-gungen von DIN EN 61400-1 und dieser Richtlinie zu ermitteln.
Im Allgemeinen gelten die Windbedingungen nach DIN EN 61400-1. Abweichungen von DIN EN 61400-1 werden nachfolgend angegeben.
Als Rechenwert für die Luftdichte darf abweichend von DIN EN 1991-1-4 = 1,225 kg/m3 angenommen werden.
Die Windgeschwindigkeit ist unabhängig von der Himmelsrichtung wirkend anzunehmen.
Die für die Rotorfertigung festgelegten maximalen aerodynamischen Unwuchten sind zu berücksichtigen. 7.3.2 Windbedingungen
Die am Standort der Windenergieanlage anzunehmende Windgeschwindigkeit des 50-Jahres-Windes, vb,0 = vref ist nach DIN EN 1991-1-4 einschließlich NA zu ermitteln.
Die Berechnung der mittleren Geschwindigkeit vm(z) und der Turbulenz Iv(z) für Geländerauhigkeiten bis maximal Kategorie III erfolgt grundsätzlich mit den Formeln gemäß Tabelle NA-B.2 bzw. NA-B.4 in DIN EN 1991-1-4/NA.
Bei Standorten in Geländekategorien I oder II dürfen vereinfachend die Gleichung (GL 1) und Gleichung (GL 2) verwendet werden. Rauhigkeiten größer als in Geländekategorie III dürfen nicht angesetzt werden.
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6 Ausführungsklassen
Stahltürme von Windenergieanlagen oder Teile von Windenergieanlagen in Stahlbauweise sind gemäß DIN EN 1090-2 Anhang B der Beanspruchungskategorie SC2 und der Schadensfolgeklasse CC2 zuzu-ordnen. Demzufolge gilt als Mindestanforderung für Windenergieanlagen die Ausführungsklasse EXC3. Entsprechende Anforderungen für die Ausführung sind DIN EN 1090-2 Anhang A.3 zu entnehmen. 7 Einwirkungen 7.1 Allgemeines
Einwirkungen auf die Windenergieanlage sind entsprechend DIN EN 61400-1 anzunehmen, siehe auch Absatz 6. Ergänzend sind weitere Einwirkungen nach Absatz 6 zu berücksichtigen. 7.2 Trägheits- und Gravitationslasten 7.2.1 Ständige Gravitationslasten (Eigenlasten)
Die charakteristischen Werte der Eigenlasten sind mit den Rechenwerten nach DIN EN 1991-1-1 zu er-mitteln. Werden Werkstoffe verwendet, die nicht in diesen Normen enthalten sind, so sind deren tatsäch-liche Wichten der Lastermittlung zugrunde zu legen. 7.2.2 Trägheitskräfte aus Massenexzentrizitäten
Die für die Rotorfertigung festgelegten maximalen Massenunwuchten sind zu berücksichtigen.
Außerdem sind die zusätzlichen Trägheitskräfte aus Massenexzentrizitäten infolge Eislasten für den Fall zu ermitteln, dass 1 Rotorblatt nicht vereist ist (siehe Abschnitt 7.4.6), sofern der Betrieb unter Eislasten nicht sicher ausgeschlossen werden kann. 7.2.3 Erdbeben
Einwirkungen aus Erdbeben sind gemäß DIN EN 1998-1 einschließlich DIN EN 1998-1/NA zu berück-sichtigen, wobei Bedeutungsklasse 1 angenommen werden darf.
Die Überlagerung mit den Lasten der WEA anhand der Lastfälle D.5 und D.6 ist hierbei eine vereinfachte Betrachtung. Alternativ kann eine genauere Betrachtung nach DIN EN 61400-1:2006 erfolgen. 7.3 Aerodynamische Lasten 7.3.1 Allgemeines
Die aerodynamischen Lasten sind nach DIN EN 1991-1-4 unter Berücksichtigung der besonderen Festle-gungen von DIN EN 61400-1 und dieser Richtlinie zu ermitteln.
Im Allgemeinen gelten die Windbedingungen nach DIN EN 61400-1. Abweichungen von DIN EN 61400-1 werden nachfolgend angegeben.
Als Rechenwert für die Luftdichte darf abweichend von DIN EN 1991-1-4 = 1,225 kg/m3 angenommen werden.
Die Windgeschwindigkeit ist unabhängig von der Himmelsrichtung wirkend anzunehmen.
Die für die Rotorfertigung festgelegten maximalen aerodynamischen Unwuchten sind zu berücksichtigen. 7.3.2 Windbedingungen
Die am Standort der Windenergieanlage anzunehmende Windgeschwindigkeit des 50-Jahres-Windes, vb,0 = vref ist nach DIN EN 1991-1-4 einschließlich NA zu ermitteln.
Die Berechnung der mittleren Geschwindigkeit vm(z) und der Turbulenz Iv(z) für Geländerauhigkeiten bis maximal Kategorie III erfolgt grundsätzlich mit den Formeln gemäß Tabelle NA-B.2 bzw. NA-B.4 in DIN EN 1991-1-4/NA.
Bei Standorten in Geländekategorien I oder II dürfen vereinfachend die Gleichung (GL 1) und Gleichung (GL 2) verwendet werden. Rauhigkeiten größer als in Geländekategorie III dürfen nicht angesetzt werden.
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7.3.2.1 Extremwindbedingungen
Für die über einen Zeitraum von 10 Minuten gemittelte Windgeschwindigkeit vb,0(z), die zugehörige Tur-bulenzintensität IV(z) sowie den Höhenexponenten für das turbulente Windfeld gelten die Regelungen gemäß DIN EN 1991-1-4. Für GK1 und GK2 dürfen vereinfacht die folgenden Formeln verwendet wer-den.
Die Turbulenzintensität darf vereinfacht wie folgt angenommen werden:
(GL 1)
Das zugehörige Höhenprofil für die mittlere Windgeschwindigkeit (einschließlich des mittleren Windprofils für das turbulente Windfeld) darf wie folgt angenommen werden:
(GL 2)
Die Werte für den 1-Jahres-Wind, v1(z) ermitteln sich aus dem 50-Jahres-Wind, vb,0, durch Multiplikation mit dem Faktor 0,8.
Diese Festlegungen betreffen das Windmodell EWM, d.h. dass für die entsprechenden Lastfälle aus DIN EN 61400-1 die Windbedingungen entsprechend anzupassen sind. 7.3.2.2 Betriebswindbedingungen Das Jahresmittel der Windgeschwindigkeit in Nabenhöhe, vave, ist nach Gleichung (GL 3) bzw. Gleichung (GL 4) anzunehmen, sofern standortspezifisch keine geringeren Werte nachgewiesen werden.
(GL 3)
(GL 4)
Die Gleichung (GL 4) gilt für Inseln der Nordsee.
Das Jahresmittel der Windgeschwindigkeit vave in WZ 2 ist mit dem Wert von WZ 3 anzusetzen.
Es wird empfohlen, die Anlage für die Turbulenzintensität der Turbulenzkategorie A nach DIN EN 61400-1 nachzuweisen, um die Abdeckung aller deutschen Standorte bei Errichtung von Einzel-anlagen zu gewährleisten. Wird hiervon abgewichen, ist eine standortbezogene Turbulenzbeurteilung erforderlich, siehe Kapitel 16.
Es ist zulässig, für Windenergieanlagen Betriebs- und Extremwindbedingungen einschließlich der Turbu-lenzkategorie unabhängig von Windzonen gemäß DIN EN 1991-1-4 zu spezifizieren und dafür im Rah-men einer Typenprüfung nachzuweisen.
Diese Angaben müssen in der Typenprüfung und im Lastgutachten enthalten sein. Abgedeckte Windzo-nen und Geländekategorien sind dabei explizit anzuführen. 7.3.3 Einflüsse benachbarter baulicher Anlagen, Geländerauhigkeit und Topografie auf die
Standorteignung
Standortspezifisch ist zu untersuchen, ob durch lokale Turbulenzerhöhungen infolge der Einflüsse be-nachbarter Windenergieanlagen oder durch die Standortwindbedingungen die Standorteignung gefährdet wird.
hv18,0v 0,bave
hv20,0v 0,bave
05,0
V 10z128,0zI
121,0
0,b 10zv15,1zv
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7.3.2.1 Extremwindbedingungen
Für die über einen Zeitraum von 10 Minuten gemittelte Windgeschwindigkeit vb,0(z), die zugehörige Tur-bulenzintensität IV(z) sowie den Höhenexponenten für das turbulente Windfeld gelten die Regelungen gemäß DIN EN 1991-1-4. Für GK1 und GK2 dürfen vereinfacht die folgenden Formeln verwendet wer-den.
Die Turbulenzintensität darf vereinfacht wie folgt angenommen werden:
(GL 1)
Das zugehörige Höhenprofil für die mittlere Windgeschwindigkeit (einschließlich des mittleren Windprofils für das turbulente Windfeld) darf wie folgt angenommen werden:
(GL 2)
Die Werte für den 1-Jahres-Wind, v1(z) ermitteln sich aus dem 50-Jahres-Wind, vb,0, durch Multiplikation mit dem Faktor 0,8.
Diese Festlegungen betreffen das Windmodell EWM, d.h. dass für die entsprechenden Lastfälle aus DIN EN 61400-1 die Windbedingungen entsprechend anzupassen sind. 7.3.2.2 Betriebswindbedingungen Das Jahresmittel der Windgeschwindigkeit in Nabenhöhe, vave, ist nach Gleichung (GL 3) bzw. Gleichung (GL 4) anzunehmen, sofern standortspezifisch keine geringeren Werte nachgewiesen werden.
(GL 3)
(GL 4)
Die Gleichung (GL 4) gilt für Inseln der Nordsee.
Das Jahresmittel der Windgeschwindigkeit vave in WZ 2 ist mit dem Wert von WZ 3 anzusetzen.
Es wird empfohlen, die Anlage für die Turbulenzintensität der Turbulenzkategorie A nach DIN EN 61400-1 nachzuweisen, um die Abdeckung aller deutschen Standorte bei Errichtung von Einzel-anlagen zu gewährleisten. Wird hiervon abgewichen, ist eine standortbezogene Turbulenzbeurteilung erforderlich, siehe Kapitel 16.
Es ist zulässig, für Windenergieanlagen Betriebs- und Extremwindbedingungen einschließlich der Turbu-lenzkategorie unabhängig von Windzonen gemäß DIN EN 1991-1-4 zu spezifizieren und dafür im Rah-men einer Typenprüfung nachzuweisen.
Diese Angaben müssen in der Typenprüfung und im Lastgutachten enthalten sein. Abgedeckte Windzo-nen und Geländekategorien sind dabei explizit anzuführen. 7.3.3 Einflüsse benachbarter baulicher Anlagen, Geländerauhigkeit und Topografie auf die
Standorteignung
Standortspezifisch ist zu untersuchen, ob durch lokale Turbulenzerhöhungen infolge der Einflüsse be-nachbarter Windenergieanlagen oder durch die Standortwindbedingungen die Standorteignung gefährdet wird.
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Die Prüfung der Standorteignung ist entsprechend nach Kapitel 16 „Standorteignung von Windenergiean-lagen“ durchzuführen.
Die auf die Windenergieanlage einwirkenden Lasten sind mindestens mit den standortspezifischen Wer-ten der Windparameter zu ermitteln.
Der Einfluss der lokalen Turbulenzerhöhung auf die Standorteignung braucht nicht untersucht zu werden, wenn folgende Bedingungen erfüllt sind:
a ≥ 8D
(GL 5)
a ≥ 5D
(GL 6)
Bild 1: Schematische Darstellung der erforderlichen Abstände (schraffierter Bereich)
Dabei ist: a Abstand zwischen den Turmachsen benachbarter Windenergieanlagen D der jeweils größere Rotordurchmesser vb,0(h) 50-Jahres-Wind in Nabenhöhe Für Zwischenwerte von vb,0(h) ist a linear zu interpolieren. Dabei sind die in Deutschland auftretenden Kombinationen von Windgeschwindigkeit und Geländekategorie bereits berücksichtigt. 7.3.4 Windlasten für den Zustand während der Montage oder Wartung
Für die Untersuchung der Zustände während der Montage dürfen die Windgeschwindigkeit vb,0 bzw. der Geschwindigkeitsdruck, der sich aus der Windgeschwindigkeit ergibt, in Abhängigkeit von der Dauer die-ses Zustandes sowie ggf. der gewählten Schutzmaßnahmen nach DIN EN 1991-1-4 reduziert werden.
Für die Untersuchung der Wartungszustände muss die maximal zulässige mittlere Windgeschwindigkeit vom Hersteller angegeben werden. Es ist sicherzustellen, dass die Wartungsarbeiten nur bis zu der vom Hersteller angegebenen maximalen mittleren Windgeschwindigkeit durchgeführt werden.
Zur Erreichung eines ausreichenden Sicherheitsabstandes zur zulässigen mittleren Windgeschwindigkeit ist die Windgeschwindigkeit für die Ermittlung der Lasten geeignet zu erhöhen. Hierfür sind folgende Wer-te anzunehmen:
s/m40hvfür 0,b
s/m45hvfür 0,b
8D
5D
40 45 Vb,0(h) [m/s]
a
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Die Prüfung der Standorteignung ist entsprechend nach Kapitel 16 „Standorteignung von Windenergiean-lagen“ durchzuführen.
Die auf die Windenergieanlage einwirkenden Lasten sind mindestens mit den standortspezifischen Wer-ten der Windparameter zu ermitteln.
Der Einfluss der lokalen Turbulenzerhöhung auf die Standorteignung braucht nicht untersucht zu werden, wenn folgende Bedingungen erfüllt sind:
a ≥ 8D
(GL 5)
a ≥ 5D
(GL 6)
Bild 1: Schematische Darstellung der erforderlichen Abstände (schraffierter Bereich)
Dabei ist: a Abstand zwischen den Turmachsen benachbarter Windenergieanlagen D der jeweils größere Rotordurchmesser vb,0(h) 50-Jahres-Wind in Nabenhöhe Für Zwischenwerte von vb,0(h) ist a linear zu interpolieren. Dabei sind die in Deutschland auftretenden Kombinationen von Windgeschwindigkeit und Geländekategorie bereits berücksichtigt. 7.3.4 Windlasten für den Zustand während der Montage oder Wartung
Für die Untersuchung der Zustände während der Montage dürfen die Windgeschwindigkeit vb,0 bzw. der Geschwindigkeitsdruck, der sich aus der Windgeschwindigkeit ergibt, in Abhängigkeit von der Dauer die-ses Zustandes sowie ggf. der gewählten Schutzmaßnahmen nach DIN EN 1991-1-4 reduziert werden.
Für die Untersuchung der Wartungszustände muss die maximal zulässige mittlere Windgeschwindigkeit vom Hersteller angegeben werden. Es ist sicherzustellen, dass die Wartungsarbeiten nur bis zu der vom Hersteller angegebenen maximalen mittleren Windgeschwindigkeit durchgeführt werden.
Zur Erreichung eines ausreichenden Sicherheitsabstandes zur zulässigen mittleren Windgeschwindigkeit ist die Windgeschwindigkeit für die Ermittlung der Lasten geeignet zu erhöhen. Hierfür sind folgende Wer-te anzunehmen:
s/m40hvfür 0,b
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40 45 Vb,0(h) [m/s]
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Bei Anwendung eines deterministischen Windfeldes ist eine EOG (= extreme operating gust) gemäß DIN EN 61400-1:2006, basierend auf einer mittleren Windgeschwindigkeit von 10 m/s über der zu-lässigen mittleren Windgeschwindigkeit, zu berücksichtigen.
Bei Anwendung eines turbulenten Windfeldes ist die mittlere Windgeschwindigkeit um 5 m/s gegen-über der zulässigen mittleren Windgeschwindigkeit zu erhöhen.
7.3.5 Windlast bei Eisansatz
Bei Eisansatz ist die Windlast auf die durch den allseitigen Eisansatz (siehe Abschnitt 7.4.6) vergrößerte Bezugsfläche des Tragwerkes zu ermitteln. Bei Fachwerken sind die aerodynamischen Kraftbeiwerte dem durch die Vereisung veränderten Völligkeitsgrad entsprechend anzusetzen. 7.3.6 Einwirkungen aus Wirbelablösungen
Einwirkungen aus Wirbelablösungen können insbesondere bei Türmen mit kreisförmigen oder annähernd kreisförmigen Querschnitten zu Schwingungen rechtwinklig zur Windrichtung (Querschwingungen) füh-ren, siehe Abschnitt 9.4. 7.4 Sonstige Einwirkungen 7.4.1 Imperfektionen, Einwirkungen aus ungleichmäßigen Setzungen
Neben den elastischen Verformungen der Tragkonstruktion und des Baugrunds unter Einwirkung der äußeren Lasten sind folgende ungewollte Abweichungen der Turmachse von der Lotrechten als ständige Einwirkungen zu berücksichtigen:
Schiefstellung der Turmachse mit 5 mm/m zur Erfassung von Herstellungs- und Montageungenauig-keiten und Einflüssen aus einseitiger Sonneneinstrahlung
Schiefstellung infolge ungleichmäßiger Setzungen des Baugrunds oder Änderung der Stützbedin-gungen1
Einwirkungen aus Imperfektionen und ungleichmäßigen Setzungen müssen in ungünstiger Richtung wir-kend zu den Einwirkungen addiert werden, die aus der gesamtdynamischen Berechnung resultieren. 7.4.2 Vorspannkraft
Die Berücksichtigung der Vorspannung von Betonkonstruktionen erfolgt gemäß DIN EN 1992-1-1. 7.4.3 Erddruck
Ungünstig wirkende resultierende Erddrücke (z.B. bei Hanglagen) sind zu berücksichtigen. 7.4.4 Sohlwasserdruck
Ungünstig wirkende Sohlwasserdrücke sind zu berücksichtigen. Falls keine anderen Werte belegt wer-den, ist ein Bemessungswasserstand in Höhe der Geländeoberkante anzusetzen. In Überschwem-mungsgebieten sind entsprechend höhere Wasserstände zu berücksichtigen.
Bei Typenberechnungen ist der zugrunde gelegte Bemessungswasserstand in den Planunterlagen an-zugeben. Hinweis: Der Sohlwasserdruck ist als ständige Last anzusetzen. Wird der Wasserstand bis OK-Gelände
angesetzt, darf mit F = 1,1 gerechnet werden. 7.4.5 Wärmeeinwirkung
Um die Auswirkungen aus Temperatur gegenüber der Aufstelltemperatur von 15°C und aus Effekten der Sonneneinstrahlung zu erfassen, sind bei Türmen aus Spannbeton folgende Temperaturanteile zu be-rücksichtigen (Bild 2):
1 Für Typenberechnungen kann als sinnvoller Wert für diese Einwirkung eine Setzungsdifferenz zwischen den Außenkanten des
Fundamentes von 40 mm oder eine Schiefstellung des Turmes von 3 mm/m angenommen werden. Im Einzelfall ist die Richtig-keit dieser Annahme durch ein Bodengutachten zu bestätigen.
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Bei Anwendung eines deterministischen Windfeldes ist eine EOG (= extreme operating gust) gemäß DIN EN 61400-1:2006, basierend auf einer mittleren Windgeschwindigkeit von 10 m/s über der zu-lässigen mittleren Windgeschwindigkeit, zu berücksichtigen.
Bei Anwendung eines turbulenten Windfeldes ist die mittlere Windgeschwindigkeit um 5 m/s gegen-über der zulässigen mittleren Windgeschwindigkeit zu erhöhen.
7.3.5 Windlast bei Eisansatz
Bei Eisansatz ist die Windlast auf die durch den allseitigen Eisansatz (siehe Abschnitt 7.4.6) vergrößerte Bezugsfläche des Tragwerkes zu ermitteln. Bei Fachwerken sind die aerodynamischen Kraftbeiwerte dem durch die Vereisung veränderten Völligkeitsgrad entsprechend anzusetzen. 7.3.6 Einwirkungen aus Wirbelablösungen
Einwirkungen aus Wirbelablösungen können insbesondere bei Türmen mit kreisförmigen oder annähernd kreisförmigen Querschnitten zu Schwingungen rechtwinklig zur Windrichtung (Querschwingungen) füh-ren, siehe Abschnitt 9.4. 7.4 Sonstige Einwirkungen 7.4.1 Imperfektionen, Einwirkungen aus ungleichmäßigen Setzungen
Neben den elastischen Verformungen der Tragkonstruktion und des Baugrunds unter Einwirkung der äußeren Lasten sind folgende ungewollte Abweichungen der Turmachse von der Lotrechten als ständige Einwirkungen zu berücksichtigen:
Schiefstellung der Turmachse mit 5 mm/m zur Erfassung von Herstellungs- und Montageungenauig-keiten und Einflüssen aus einseitiger Sonneneinstrahlung
Schiefstellung infolge ungleichmäßiger Setzungen des Baugrunds oder Änderung der Stützbedin-gungen1
Einwirkungen aus Imperfektionen und ungleichmäßigen Setzungen müssen in ungünstiger Richtung wir-kend zu den Einwirkungen addiert werden, die aus der gesamtdynamischen Berechnung resultieren. 7.4.2 Vorspannkraft
Die Berücksichtigung der Vorspannung von Betonkonstruktionen erfolgt gemäß DIN EN 1992-1-1. 7.4.3 Erddruck
Ungünstig wirkende resultierende Erddrücke (z.B. bei Hanglagen) sind zu berücksichtigen. 7.4.4 Sohlwasserdruck
Ungünstig wirkende Sohlwasserdrücke sind zu berücksichtigen. Falls keine anderen Werte belegt wer-den, ist ein Bemessungswasserstand in Höhe der Geländeoberkante anzusetzen. In Überschwem-mungsgebieten sind entsprechend höhere Wasserstände zu berücksichtigen.
Bei Typenberechnungen ist der zugrunde gelegte Bemessungswasserstand in den Planunterlagen an-zugeben. Hinweis: Der Sohlwasserdruck ist als ständige Last anzusetzen. Wird der Wasserstand bis OK-Gelände
angesetzt, darf mit F = 1,1 gerechnet werden. 7.4.5 Wärmeeinwirkung
Um die Auswirkungen aus Temperatur gegenüber der Aufstelltemperatur von 15°C und aus Effekten der Sonneneinstrahlung zu erfassen, sind bei Türmen aus Spannbeton folgende Temperaturanteile zu be-rücksichtigen (Bild 2):
1 Für Typenberechnungen kann als sinnvoller Wert für diese Einwirkung eine Setzungsdifferenz zwischen den Außenkanten des
Fundamentes von 40 mm oder eine Schiefstellung des Turmes von 3 mm/m angenommen werden. Im Einzelfall ist die Richtig-keit dieser Annahme durch ein Bodengutachten zu bestätigen.
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Bei Anwendung eines deterministischen Windfeldes ist eine EOG (= extreme operating gust) gemäß DIN EN 61400-1:2006, basierend auf einer mittleren Windgeschwindigkeit von 10 m/s über der zu-lässigen mittleren Windgeschwindigkeit, zu berücksichtigen.
Bei Anwendung eines turbulenten Windfeldes ist die mittlere Windgeschwindigkeit um 5 m/s gegen-über der zulässigen mittleren Windgeschwindigkeit zu erhöhen.
7.3.5 Windlast bei Eisansatz
Bei Eisansatz ist die Windlast auf die durch den allseitigen Eisansatz (siehe Abschnitt 7.4.6) vergrößerte Bezugsfläche des Tragwerkes zu ermitteln. Bei Fachwerken sind die aerodynamischen Kraftbeiwerte dem durch die Vereisung veränderten Völligkeitsgrad entsprechend anzusetzen. 7.3.6 Einwirkungen aus Wirbelablösungen
Einwirkungen aus Wirbelablösungen können insbesondere bei Türmen mit kreisförmigen oder annähernd kreisförmigen Querschnitten zu Schwingungen rechtwinklig zur Windrichtung (Querschwingungen) füh-ren, siehe Abschnitt 9.4. 7.4 Sonstige Einwirkungen 7.4.1 Imperfektionen, Einwirkungen aus ungleichmäßigen Setzungen
Neben den elastischen Verformungen der Tragkonstruktion und des Baugrunds unter Einwirkung der äußeren Lasten sind folgende ungewollte Abweichungen der Turmachse von der Lotrechten als ständige Einwirkungen zu berücksichtigen:
Schiefstellung der Turmachse mit 5 mm/m zur Erfassung von Herstellungs- und Montageungenauig-keiten und Einflüssen aus einseitiger Sonneneinstrahlung
Schiefstellung infolge ungleichmäßiger Setzungen des Baugrunds oder Änderung der Stützbedin-gungen1
Einwirkungen aus Imperfektionen und ungleichmäßigen Setzungen müssen in ungünstiger Richtung wir-kend zu den Einwirkungen addiert werden, die aus der gesamtdynamischen Berechnung resultieren. 7.4.2 Vorspannkraft
Die Berücksichtigung der Vorspannung von Betonkonstruktionen erfolgt gemäß DIN EN 1992-1-1. 7.4.3 Erddruck
Ungünstig wirkende resultierende Erddrücke (z.B. bei Hanglagen) sind zu berücksichtigen. 7.4.4 Sohlwasserdruck
Ungünstig wirkende Sohlwasserdrücke sind zu berücksichtigen. Falls keine anderen Werte belegt wer-den, ist ein Bemessungswasserstand in Höhe der Geländeoberkante anzusetzen. In Überschwem-mungsgebieten sind entsprechend höhere Wasserstände zu berücksichtigen.
Bei Typenberechnungen ist der zugrunde gelegte Bemessungswasserstand in den Planunterlagen an-zugeben. Hinweis: Der Sohlwasserdruck ist als ständige Last anzusetzen. Wird der Wasserstand bis OK-Gelände
angesetzt, darf mit F = 1,1 gerechnet werden. 7.4.5 Wärmeeinwirkung
Um die Auswirkungen aus Temperatur gegenüber der Aufstelltemperatur von 15°C und aus Effekten der Sonneneinstrahlung zu erfassen, sind bei Türmen aus Spannbeton folgende Temperaturanteile zu be-rücksichtigen (Bild 2):
1 Für Typenberechnungen kann als sinnvoller Wert für diese Einwirkung eine Setzungsdifferenz zwischen den Außenkanten des
Fundamentes von 40 mm oder eine Schiefstellung des Turmes von 3 mm/m angenommen werden. Im Einzelfall ist die Richtig-keit dieser Annahme durch ein Bodengutachten zu bestätigen.
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Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
- ein über den Umfang und die Querschnittsdicke konstant wirkender Anteil ΔTN,1 = ±35 K
- ein über den Umfang entlang eines Umfangssektors von 180° cosinusförmig verlaufender, über die Querschnittsdicke konstanter Anteil ΔTN,2 = ±15 K
- ein über die Wanddicke in Längs- und Ringrichtung linear veränderlicher Temperaturunterschied ΔTM = ±15 K
Aus dem Betrieb der Anlage kann sich ein größerer linear veränderlicher Temperaturunterschied einstel-len, der anstelle von ΔTM = ±15 K zu berücksichtigen ist.
Im Grenzzustand der Tragfähigkeit sind die Temperaturlastfälle (Gleichung (GL 7)) mit dem charakteristi-schen Wert der Gruppe N (Tabelle 2: LF D.1) zu überlagern. Dabei ist der Kombinationsbeiwert temp = 0,6 anzusetzen.
Im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit ist der Temperaturlastfall in Abhängigkeit von der Art der Vorspannung mit dem zugehörigen Lastfall nach Tabelle 2 zu überlagern:
Spannbeton ohne Verbund: quasi-ständige Kombination: D.2
Spannbeton mit Verbund: häufige Kombination: D.3
Dabei ist in beiden Fällen der Kombinationsbeiwert temp = 0,6 anzusetzen.
Bei der Überlagerung sind die Temperaturanteile jeweils einzeln oder in Kombination nach Gleichung (GL 7) anzusetzen.
7.4.6 Eislasten
Bei stillstehenden Anlagen sind die Eislasten für alle der Witterung ausgesetzten Konstruktionsteile nach DIN 1055-5 zu ermitteln.
Sofern der Betrieb unter Eislasten nicht sicher ausgeschlossen werden kann, ist der Eisansatz an den Rotorblättern durch eine über die Länge des Rotorblattes verteilt anzunehmende Masse mE() nach Bild 3 und Gleichung (GL 8) zu berücksichtigen. Die Eismasse ist als an der Profilvorderkante des Rotor-blattes wirkend anzunehmen.
max
TN,1 + TN,2 TM (TN,1 + TN,2) + 0,75 TM
0,35 (TN,1 + TN,2) + TM
(GL 7)
Bild 2: Darstellung der Temperaturanteile ΔTN,1, ΔTN,2 und ΔTM
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- ein über den Umfang und die Querschnittsdicke konstant wirkender Anteil ΔTN,1 = ±35 K
- ein über den Umfang entlang eines Umfangssektors von 180° cosinusförmig verlaufender, über die Querschnittsdicke konstanter Anteil ΔTN,2 = ±15 K
- ein über die Wanddicke in Längs- und Ringrichtung linear veränderlicher Temperaturunterschied ΔTM = ±15 K
Aus dem Betrieb der Anlage kann sich ein größerer linear veränderlicher Temperaturunterschied einstel-len, der anstelle von ΔTM = ±15 K zu berücksichtigen ist.
Im Grenzzustand der Tragfähigkeit sind die Temperaturlastfälle (Gleichung (GL 7)) mit dem charakteristi-schen Wert der Gruppe N (Tabelle 2: LF D.1) zu überlagern. Dabei ist der Kombinationsbeiwert temp = 0,6 anzusetzen.
Im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit ist der Temperaturlastfall in Abhängigkeit von der Art der Vorspannung mit dem zugehörigen Lastfall nach Tabelle 2 zu überlagern:
Spannbeton ohne Verbund: quasi-ständige Kombination: D.2
Spannbeton mit Verbund: häufige Kombination: D.3
Dabei ist in beiden Fällen der Kombinationsbeiwert temp = 0,6 anzusetzen.
Bei der Überlagerung sind die Temperaturanteile jeweils einzeln oder in Kombination nach Gleichung (GL 7) anzusetzen.
7.4.6 Eislasten
Bei stillstehenden Anlagen sind die Eislasten für alle der Witterung ausgesetzten Konstruktionsteile nach DIN 1055-5 zu ermitteln.
Sofern der Betrieb unter Eislasten nicht sicher ausgeschlossen werden kann, ist der Eisansatz an den Rotorblättern durch eine über die Länge des Rotorblattes verteilt anzunehmende Masse mE() nach Bild 3 und Gleichung (GL 8) zu berücksichtigen. Die Eismasse ist als an der Profilvorderkante des Rotor-blattes wirkend anzunehmen.
max
TN,1 + TN,2 TM (TN,1 + TN,2) + 0,75 TM
0,35 (TN,1 + TN,2) + TM
(GL 7)
Bild 2: Darstellung der Temperaturanteile ΔTN,1, ΔTN,2 und ΔTM
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0,5 1,0
m (0,5)E
mE
2wEEE )(1)((0,5) tRcm (GL 8)
Dabei ist: cE(R) = 0,00675e0,3 0,32 R (GL 9)
: dimensionslose Längenordinate auf dem Rotorblatt
8 Einwirkungskombinationen
Zur Ermittlung der Beanspruchungen sind die in DIN EN 61400-1 aufgeführten äußeren Bedingungen und Einwirkungen unter Berücksichtigung der zusätzlichen Festlegungen aus Tabelle 2 und Tabelle 3 zu kombinieren, siehe Absatz 1 von DIN EN 61400-1.
Mit den entsprechend zugeordneten Gruppen der Einwirkungskombinationen sind die jeweils anzuwen-denden Teilsicherheitsbeiwerte nach Tabelle 5 oder Tabelle 6 definiert.
Für die mit F (Fatigue) bezeichneten Gruppen der Einwirkungskombinationen ist nur der Ermüdungssi-cherheitsnachweis zu führen. Hierbei sind die Einwirkungen der einzelnen Betriebszustände zu akkumu-lieren.
Die Einwirkungskombinationen der Gruppen N (Normal und Extrem), A (Außergewöhnlich) und T (Transport und Errichtung) sind getrennt zu untersuchen.
Das Extreme Windgeschwindigkeitsmodell (EWM) ist ein turbulentes Extremwindmodell, basierend auf der mittleren Windgeschwindigkeit (50-Jahreswind/1-Jahreswind).
Für Anlagen nach DIN EN 61400-2 darf alternativ ein stationäres Extremwindmodell, basierend auf der Böenwindgeschwindigkeit, (50-Jahresbö/1-Jahresbö) angewendet werden.
Im Grenzzustand der Tragfähigkeit sind die Temperaturlastfälle nach Kapitel 7.4.5 mit dem charakteristi-schen Wert der Gruppe N (Tabelle 2: LF D.1) zu überlagern.
Die Temperaturlasten sind beim Nachweis der Dekompression bzw. dem Nachweis der Rissbreitenbe-grenzung entsprechend Abschnitt 11.2.5 zu berücksichtigen.
Bild 3: Eisansatz an Rotorblättern bei Anlagen in Betrieb
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0,5 1,0
m (0,5)E
mE
2wEEE )(1)((0,5) tRcm (GL 8)
Dabei ist: cE(R) = 0,00675e0,3 0,32 R (GL 9)
: dimensionslose Längenordinate auf dem Rotorblatt
8 Einwirkungskombinationen
Zur Ermittlung der Beanspruchungen sind die in DIN EN 61400-1 aufgeführten äußeren Bedingungen und Einwirkungen unter Berücksichtigung der zusätzlichen Festlegungen aus Tabelle 2 und Tabelle 3 zu kombinieren, siehe Absatz 1 von DIN EN 61400-1.
Mit den entsprechend zugeordneten Gruppen der Einwirkungskombinationen sind die jeweils anzuwen-denden Teilsicherheitsbeiwerte nach Tabelle 5 oder Tabelle 6 definiert.
Für die mit F (Fatigue) bezeichneten Gruppen der Einwirkungskombinationen ist nur der Ermüdungssi-cherheitsnachweis zu führen. Hierbei sind die Einwirkungen der einzelnen Betriebszustände zu akkumu-lieren.
Die Einwirkungskombinationen der Gruppen N (Normal und Extrem), A (Außergewöhnlich) und T (Transport und Errichtung) sind getrennt zu untersuchen.
Das Extreme Windgeschwindigkeitsmodell (EWM) ist ein turbulentes Extremwindmodell, basierend auf der mittleren Windgeschwindigkeit (50-Jahreswind/1-Jahreswind).
Für Anlagen nach DIN EN 61400-2 darf alternativ ein stationäres Extremwindmodell, basierend auf der Böenwindgeschwindigkeit, (50-Jahresbö/1-Jahresbö) angewendet werden.
Im Grenzzustand der Tragfähigkeit sind die Temperaturlastfälle nach Kapitel 7.4.5 mit dem charakteristi-schen Wert der Gruppe N (Tabelle 2: LF D.1) zu überlagern.
Die Temperaturlasten sind beim Nachweis der Dekompression bzw. dem Nachweis der Rissbreitenbe-grenzung entsprechend Abschnitt 11.2.5 zu berücksichtigen.
Bild 3: Eisansatz an Rotorblättern bei Anlagen in Betrieb
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Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
Tabelle 2: Zusätzliche Lastfälle
Betriebsbedingungen (Bezug auf
DIN EN 61400-1) DLC Windbedingun-
gen Sonstige Bedingungen Gruppe der Einwirkungs-
kombinationen bzw. auszu-wertende Lastfallgruppen
D.1
Charakteristischer Wert: Bemessungswert aller ausge-werteten Lastfälle (Auswertung
gemäß DIN EN 61400-1)
N und T (ohne Erdbeben)
D.2
Häufige Einwirkungen: Beanspruchungen mit einer
Überschreitenswahrscheinlich-keit von p = 10-4 (entspricht 17.5 Stunden in 20 Jahren)
Verschiedene Betriebs-bedingungen entspre-
chend der auszuwerten-den Lastfälle
D.3
Hinweis: Die angegebenen
Lastfälle finden Anwendung für Nachweise im
Grenzzustand der Gebrauchstaug-
lichkeit. Vin Vhub Vout
Quasi-ständige Einwirkungen: Beanspruchungen mit einer
Überschreitenswahrscheinlich-keit von p = 10-2 (entspricht
1.750 Stunden in 20 Jahren)
Die Auswertung umfasst alle Lastfälle der Tabelle 3
D.4 NWP vhub = vr Eislasten (siehe 6.4.6) F 1. Produktionsbetrieb
D.5 NWP vhub = vr Erdbeben A 5. Notabschaltung D.6 NWP vhub = vr Erdbeben A
D.7 EWM
Wiederkehrperiode50 Jahre
Gierfehler β=0° N (F=1.5)
D.8 EWM
Wiederkehrperiode50 Jahre
Analog DLC 6.1 gemäß DIN EN 61400-1, jedoch mit
Windbedingungen gemäß Ab-schnitt 7.3.2
N
D.9 EWM
Wiederkehrperiode50 Jahre
Analog DLC 6.2 gemäß DIN EN 61400-1, jedoch mit
Windbedingungen gemäß Ab-schnitt 7.3.2
A
6. Parken (Stillstand oder Leerlauf)
D.10 EWM
Wiederkehrperiode1 Jahr
Analog DLC 6.3 gemäß DIN EN 61400-1, jedoch mit
Windbedingungen gemäß Ab-schnitt 7.3.2
N
7. Parken (Stillstand mit Fehler) D.11
EWM Wiederkehrperiode
1 Jahr
Analog DLC 7.1 gemäß DIN EN 61400-1, jedoch mit
Windbedingungen gemäß Ab-schnitt 7.3.2
A
8. Transport, Wartung, Reparatur D.12
EWM Wiederkehrperiode
1 Jahr
Analog DLC 8.2 gemäß DIN EN 61400-1, jedoch mit
Windbedingungen gemäß Ab-schnitt 7.3.2
A
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Tabelle 2: Zusätzliche Lastfälle
Betriebsbedingungen (Bezug auf
DIN EN 61400-1) DLC Windbedingun-
gen Sonstige Bedingungen Gruppe der Einwirkungs-
kombinationen bzw. auszu-wertende Lastfallgruppen
D.1
Charakteristischer Wert: Bemessungswert aller ausge-werteten Lastfälle (Auswertung
gemäß DIN EN 61400-1)
N und T (ohne Erdbeben)
D.2
Häufige Einwirkungen: Beanspruchungen mit einer
Überschreitenswahrscheinlich-keit von p = 10-4 (entspricht 17.5 Stunden in 20 Jahren)
Verschiedene Betriebs-bedingungen entspre-
chend der auszuwerten-den Lastfälle
D.3
Hinweis: Die angegebenen
Lastfälle finden Anwendung für Nachweise im
Grenzzustand der Gebrauchstaug-
lichkeit. Vin Vhub Vout
Quasi-ständige Einwirkungen: Beanspruchungen mit einer
Überschreitenswahrscheinlich-keit von p = 10-2 (entspricht
1.750 Stunden in 20 Jahren)
Die Auswertung umfasst alle Lastfälle der Tabelle 3
D.4 NWP vhub = vr Eislasten (siehe 6.4.6) F 1. Produktionsbetrieb
D.5 NWP vhub = vr Erdbeben A 5. Notabschaltung D.6 NWP vhub = vr Erdbeben A
D.7 EWM
Wiederkehrperiode50 Jahre
Gierfehler β=0° N (F=1.5)
D.8 EWM
Wiederkehrperiode50 Jahre
Analog DLC 6.1 gemäß DIN EN 61400-1, jedoch mit
Windbedingungen gemäß Ab-schnitt 7.3.2
N
D.9 EWM
Wiederkehrperiode50 Jahre
Analog DLC 6.2 gemäß DIN EN 61400-1, jedoch mit
Windbedingungen gemäß Ab-schnitt 7.3.2
A
6. Parken (Stillstand oder Leerlauf)
D.10 EWM
Wiederkehrperiode1 Jahr
Analog DLC 6.3 gemäß DIN EN 61400-1, jedoch mit
Windbedingungen gemäß Ab-schnitt 7.3.2
N
7. Parken (Stillstand mit Fehler) D.11
EWM Wiederkehrperiode
1 Jahr
Analog DLC 7.1 gemäß DIN EN 61400-1, jedoch mit
Windbedingungen gemäß Ab-schnitt 7.3.2
A
8. Transport, Wartung, Reparatur D.12
EWM Wiederkehrperiode
1 Jahr
Analog DLC 8.2 gemäß DIN EN 61400-1, jedoch mit
Windbedingungen gemäß Ab-schnitt 7.3.2
A
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Tabelle 3: Lastfälle für den Nachweis der Ermüdungssicherheit
Betriebsbedin-gungen
(Bezug auf DIN EN 61400-1)
DLC (DIN EN 61400-1:
2006)
DLC (DIN EN 61400-1:
2004) Windbedingungen Sonstige
Bedingungen Anzusetzende
Häufigkeit
D.4 D.4 NWP vhub = vr Eislasten 7 Tage pro Jahr 1. Produktionsbe-trieb 1.2 1.2 NTM Vin Vhub Vout
Entsprechend Windge-schwindigkeitsverteilung
NTM Vin Vhub Vout1. Überdrehzahl @ Vrated 1. Überdrehzahl @ Vout
7 x pro Jahr 3 x pro Jahr
NTM Vin Vhub VoutBetrieb mit extremen
Gierfehler 24 h pro Jahr 2. Produktionsbe-
trieb mit Auftreten eines Fehlers
2.4 2.3
NTM Netzausfall
20 x pro Jahr, Ansatz verschiedener Windge-
schwindigkeiten ent-sprechend der Windge-schwindigkeitsverteilung
3. Start 3.1 3.1 NWP Start @ Vin
Start @ Vrated
Start @ Vout
1000 x pro Jahr 50 x pro Jahr 50 x pro Jahr
4. Stopp 4.1 4.1 NWP Stop @ Vin
Stop @ Vrated
Stop @ Vout
1000 x pro Jahr 50 x pro Jahr 50 x pro Jahr
6. Parken (Stillstand oder Leerlauf) 6.4 6.2 NTM Vhub 0,7 Vb,0
Entsprechend Windge-schwindigkeitsverteilung
Hinweise: Entsprechend Anlagenkonzept (Regelung, Betriebsführung, Wartung, etc.) müssen ggf. weitere
Lastfälle oder andere Häufigkeiten für die Ermüdung (Fatigue - Auswertung) berücksichtigt werden. Lastfall D.4 muss berücksichtigt werden, wenn der Betrieb unter Eislasten nicht sicher ausgeschlos-
sen werden kann. 9 Ermittlung der Bemessungsschnittgrößen 9.1 Allgemeines
Die Schnittgrößen zur Bemessung von Turm und Gründung sind durch eine gesamtdynamische Berech-nung unter Berücksichtigung der Regelungen nach Abschnitt 9.2 zu ermitteln.
Abweichend hiervon darf für Horizontalachsanlagen auch eine vereinfachte Berechnung der Turmstruktur entsprechend Abschnitt 9.3 durchgeführt werden, wenn im dauernden Betrieb ein ausreichender Abstand der Eigenfrequenzen f0,n des Turmes von den Erregerfrequenzen fR bzw. fR,m entsprechend der Gleichung (GL 10) und der Gleichung (GL 11) gewährleistet ist. Das vereinfachte Verfahren darf auch bei Anlagen im Zustand "außer Betrieb" angewendet werden.
Im dauernden Betrieb ist ein ausreichender Abstand der Eigenfrequenzen f0,n des Turmes von den Erre-gerfrequenzen fR bzw. fR,m entsprechend der Gleichungen (GL 10) und (GL 11) nachzuweisen.
(GL 10)
oder
(GL 11)
Dabei ist: fR max. Drehfrequenz des Rotors im normalen Betriebsbereich f0,1 erste Eigenfrequenz des Turms fR,m Durchgangsfrequenz der m Rotorblätter f0,n n-te Eigenfrequenz des Turms
0,95ff
0,1
R
90,0ff
n,0
m,R 05,1ff
n,0
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Tabelle 3: Lastfälle für den Nachweis der Ermüdungssicherheit
Betriebsbedin-gungen
(Bezug auf DIN EN 61400-1)
DLC (DIN EN 61400-1:
2006)
DLC (DIN EN 61400-1:
2004) Windbedingungen Sonstige
Bedingungen Anzusetzende
Häufigkeit
D.4 D.4 NWP vhub = vr Eislasten 7 Tage pro Jahr 1. Produktionsbe-trieb 1.2 1.2 NTM Vin Vhub Vout
Entsprechend Windge-schwindigkeitsverteilung
NTM Vin Vhub Vout1. Überdrehzahl @ Vrated 1. Überdrehzahl @ Vout
7 x pro Jahr 3 x pro Jahr
NTM Vin Vhub VoutBetrieb mit extremen
Gierfehler 24 h pro Jahr 2. Produktionsbe-
trieb mit Auftreten eines Fehlers
2.4 2.3
NTM Netzausfall
20 x pro Jahr, Ansatz verschiedener Windge-
schwindigkeiten ent-sprechend der Windge-schwindigkeitsverteilung
3. Start 3.1 3.1 NWP Start @ Vin
Start @ Vrated
Start @ Vout
1000 x pro Jahr 50 x pro Jahr 50 x pro Jahr
4. Stopp 4.1 4.1 NWP Stop @ Vin
Stop @ Vrated
Stop @ Vout
1000 x pro Jahr 50 x pro Jahr 50 x pro Jahr
6. Parken (Stillstand oder Leerlauf) 6.4 6.2 NTM Vhub 0,7 Vb,0
Entsprechend Windge-schwindigkeitsverteilung
Hinweise: Entsprechend Anlagenkonzept (Regelung, Betriebsführung, Wartung, etc.) müssen ggf. weitere
Lastfälle oder andere Häufigkeiten für die Ermüdung (Fatigue - Auswertung) berücksichtigt werden. Lastfall D.4 muss berücksichtigt werden, wenn der Betrieb unter Eislasten nicht sicher ausgeschlos-
sen werden kann. 9 Ermittlung der Bemessungsschnittgrößen 9.1 Allgemeines
Die Schnittgrößen zur Bemessung von Turm und Gründung sind durch eine gesamtdynamische Berech-nung unter Berücksichtigung der Regelungen nach Abschnitt 9.2 zu ermitteln.
Abweichend hiervon darf für Horizontalachsanlagen auch eine vereinfachte Berechnung der Turmstruktur entsprechend Abschnitt 9.3 durchgeführt werden, wenn im dauernden Betrieb ein ausreichender Abstand der Eigenfrequenzen f0,n des Turmes von den Erregerfrequenzen fR bzw. fR,m entsprechend der Gleichung (GL 10) und der Gleichung (GL 11) gewährleistet ist. Das vereinfachte Verfahren darf auch bei Anlagen im Zustand "außer Betrieb" angewendet werden.
Im dauernden Betrieb ist ein ausreichender Abstand der Eigenfrequenzen f0,n des Turmes von den Erre-gerfrequenzen fR bzw. fR,m entsprechend der Gleichungen (GL 10) und (GL 11) nachzuweisen.
(GL 10)
oder
(GL 11)
Dabei ist: fR max. Drehfrequenz des Rotors im normalen Betriebsbereich f0,1 erste Eigenfrequenz des Turms fR,m Durchgangsfrequenz der m Rotorblätter f0,n n-te Eigenfrequenz des Turms
0,95ff
0,1
R
90,0ff
n,0
m,R 05,1ff
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Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
Die Anzahl n der zu ermittelnden Eigenfrequenzen muss mindestens so groß gewählt werden, dass die höchste berechnete Eigenfrequenz um mindestens 20% höher liegt als die Blattdurchgangsfrequenz.
Die Eigenfrequenzen des Turmes sind für das zu untersuchende Schwingungssystem unter der Annah-me elastischen Werkstoffverhaltens zu ermitteln und anzugeben. Dabei ist auch der Einfluss der Grün-dung zu berücksichtigen.
Um Unsicherheiten bei der Berechnung der Eigenfrequenzen zu berücksichtigen, sind die rechnerisch ermittelten Werte um ± 5% zu variieren.
Bei Anlagen, bei denen im dauernden Betrieb die Gleichung (GL 10) und Gleichung (GL 11) nicht erfüllt sind, d.h., die im resonanznahen Bereich betrieben werden, ist eine betriebliche Schwingungsüberwa-chung durchzuführen. 9.2 Gesamtdynamische Berechnung 9.2.1 Allgemeines
Beanspruchungen des Gesamtsystems mittels einer gesamtdynamischen Berechnung sind nach der Elastizitätstheorie zu ermitteln. Es ist zu beachten, dass Einwirkungskomponenten für einige Nachweise auch günstig wirken können. Die einzelnen Komponenten der Schnittgrößen haben im Allgemeinen kei-nen phasengleichen Verlauf, so dass hier die ungünstigsten Zeitpunkte herauszugreifen sind.
Bei einer gesamtdynamischen Berechnung im Zeitbereich kann das Verfahren der Teilsicherheitsbeiwer-te nicht angewendet werden. In diesem Fall ist entsprechend Abschnitt 10.2 zu verfahren. 9.2.2 Anforderungen Bei einer gesamtdynamischen Berechnung der Windenergieanlage sind die folgenden Einflussparameter bezüglich Windmodell, Aerodynamik, Strukturdynamik sowie Funktion zu berücksichtigen. Windmodell Das Windmodell muss den Bedingungen nach DIN EN 61400-1 entsprechen. Zusätzlich ist Folgendes zu beachten: Die Einflüsse aus Turmschatten dürfen nach der Potenzialtheorie abgeschätzt werden. ANMERKUNG: Befriedigende Ergebnisse können im Allgemeinen bei einer Windgeschwindigkeitsabtastrate von 4 pro Sekunde und einer Lastabtastrate von 20 pro Sekunde erzielt werden. Es wird eine Anzahl von mindestens 10 · 10 Punkten (durchmesserabhängig), bezogen auf den Rotor, empfohlen. Bei Ermüdungssicherheitsnachweisen wird eine Simulationszeit von 600 Sekunden pro Windgeschwin-digkeitsklasse bei einer Klassenbreite von ca. 2,0 m/s empfohlen. Aerodynamik
Bei der Berechnung der aerodynamischen Lasten sind zusätzlich folgende Einflüsse zu berücksichtigen: - Naben- und Spitzenwirbel - Blattverstellung, Pendeln usw. - Strömungsabriss (dynamic stall) - Dynamisches Nachströmverhalten (dynamic wake) ANMERKUNG: Im Allgemeinen können befriedigende Ergebnisse bei Anwendung der Blattelementtheorie bei 15 Elementen pro Rotorblatt erzielt werden. Strukturdynamik
Bei der Untersuchung der Strukturdynamik sind zusätzlich die folgenden Einflüsse zu berücksichtigen: - Einfluss der Fliehkraft auf die Rotorblattsteifigkeit - Torsionssteifigkeit des Antriebstranges - Elastische Lagerung der Maschine - Steifigkeit und Dämpfung des Generators (Netz kann als unendlich steif angesehen werden) - Gründung mit Bodeneigenschaften
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Die Anzahl n der zu ermittelnden Eigenfrequenzen muss mindestens so groß gewählt werden, dass die höchste berechnete Eigenfrequenz um mindestens 20% höher liegt als die Blattdurchgangsfrequenz.
Die Eigenfrequenzen des Turmes sind für das zu untersuchende Schwingungssystem unter der Annah-me elastischen Werkstoffverhaltens zu ermitteln und anzugeben. Dabei ist auch der Einfluss der Grün-dung zu berücksichtigen.
Um Unsicherheiten bei der Berechnung der Eigenfrequenzen zu berücksichtigen, sind die rechnerisch ermittelten Werte um ± 5% zu variieren.
Bei Anlagen, bei denen im dauernden Betrieb die Gleichung (GL 10) und Gleichung (GL 11) nicht erfüllt sind, d.h., die im resonanznahen Bereich betrieben werden, ist eine betriebliche Schwingungsüberwa-chung durchzuführen. 9.2 Gesamtdynamische Berechnung 9.2.1 Allgemeines
Beanspruchungen des Gesamtsystems mittels einer gesamtdynamischen Berechnung sind nach der Elastizitätstheorie zu ermitteln. Es ist zu beachten, dass Einwirkungskomponenten für einige Nachweise auch günstig wirken können. Die einzelnen Komponenten der Schnittgrößen haben im Allgemeinen kei-nen phasengleichen Verlauf, so dass hier die ungünstigsten Zeitpunkte herauszugreifen sind.
Bei einer gesamtdynamischen Berechnung im Zeitbereich kann das Verfahren der Teilsicherheitsbeiwer-te nicht angewendet werden. In diesem Fall ist entsprechend Abschnitt 10.2 zu verfahren. 9.2.2 Anforderungen Bei einer gesamtdynamischen Berechnung der Windenergieanlage sind die folgenden Einflussparameter bezüglich Windmodell, Aerodynamik, Strukturdynamik sowie Funktion zu berücksichtigen. Windmodell Das Windmodell muss den Bedingungen nach DIN EN 61400-1 entsprechen. Zusätzlich ist Folgendes zu beachten: Die Einflüsse aus Turmschatten dürfen nach der Potenzialtheorie abgeschätzt werden. ANMERKUNG: Befriedigende Ergebnisse können im Allgemeinen bei einer Windgeschwindigkeitsabtastrate von 4 pro Sekunde und einer Lastabtastrate von 20 pro Sekunde erzielt werden. Es wird eine Anzahl von mindestens 10 · 10 Punkten (durchmesserabhängig), bezogen auf den Rotor, empfohlen. Bei Ermüdungssicherheitsnachweisen wird eine Simulationszeit von 600 Sekunden pro Windgeschwin-digkeitsklasse bei einer Klassenbreite von ca. 2,0 m/s empfohlen. Aerodynamik
Bei der Berechnung der aerodynamischen Lasten sind zusätzlich folgende Einflüsse zu berücksichtigen: - Naben- und Spitzenwirbel - Blattverstellung, Pendeln usw. - Strömungsabriss (dynamic stall) - Dynamisches Nachströmverhalten (dynamic wake) ANMERKUNG: Im Allgemeinen können befriedigende Ergebnisse bei Anwendung der Blattelementtheorie bei 15 Elementen pro Rotorblatt erzielt werden. Strukturdynamik
Bei der Untersuchung der Strukturdynamik sind zusätzlich die folgenden Einflüsse zu berücksichtigen: - Einfluss der Fliehkraft auf die Rotorblattsteifigkeit - Torsionssteifigkeit des Antriebstranges - Elastische Lagerung der Maschine - Steifigkeit und Dämpfung des Generators (Netz kann als unendlich steif angesehen werden) - Gründung mit Bodeneigenschaften
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ANMERKUNG: Im Allgemeinen ist es ausreichend, nur die Eigenfrequenzen < 5 Hz zu berücksichtigen. Funktion
Reglereigenschaften sind realitätsnah abzubilden. Dabei sind die zeitlichen Verläufe, wie z.B. beim Gie-ren und Bremsen zu berücksichtigen. Für alle Einwirkungskombinationen mit Ausnahme der DLC 6.1, 6.2 und 6.3 nach DIN EN 61400-1 ist mit einem Gierfehler entsprechend der Betriebsführung, mindestens jedoch mit einem Gierfehlerwinkel im Bereich zwischen = 0° und = ± 8° zu rechnen. Für die Einwirkungskombinationen DLC 6.1, 6.2 und 6.3 ist der Gierfehlerwinkel nach DIN EN 61400-1 anzunehmen. 9.2.3 Berücksichtigung der Gründung
Für das Betriebsverhalten von Windenergieanlagen ist die Baugrundsteifigkeit von besonderer Bedeu-tung. Die Boden-Bauwerks-Interaktion ist stets zu berücksichtigen. Bei einer gesamtdynamischen Be-rechnung kann diese in guter Näherung durch Federn für Rotation und Horizontalverschiebung frequenz-unabhängig mit dynamischen Bodenkennwerten (siehe Abschnitt12.2.1) erfasst werden.
Die Festlegung der Federsteifigkeiten bzw. der Bodenkennwerte für die gesamtdynamische Berechnung kann unter Berücksichtigung der Steifigkeit des Gründungskörpers und der im Boden auftretenden Schubverzerrungen ermittelt werden. Dabei sind die Schubverzerrungen für das Lastniveau zu ermitteln, welches sich aus dem Lastfall D.3 (quasi-ständige Einwirkungen) ergibt.
Näherungsweise kann der Steifemodul für sehr kleine Dehnungen Es,max abhängig vom Steifemodul für statische Lasten abgeschätzt werden, wobei ohne genaueren Nachweis der untere Wert der angegebe-nen Bandbreite anzusetzen ist.
Hinweise zur Größe dynamischer Bodenkennwerte enthalten die Empfehlungen des Arbeitskreises "Bau-grunddynamik"2. 9.2.4 Schnittgrößen
Als Ergebnis der gesamtdynamischen Berechnung ergeben sich die Zeitverläufe aller Schnittgrößen für die untersuchten Einwirkungskombinationen in den für die Auslegung von Turm und Fundament relevan-ten Querschnitten. Diese Schnittgrößen sind für die Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit zu ermitteln.
2 Empfehlungen des Arbeitskreises "Baugrunddynamik", Deutsche Gesellschaft für Geotechnik e.V. (DGGT), Berlin 2002
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ANMERKUNG: Im Allgemeinen ist es ausreichend, nur die Eigenfrequenzen < 5 Hz zu berücksichtigen. Funktion
Reglereigenschaften sind realitätsnah abzubilden. Dabei sind die zeitlichen Verläufe, wie z.B. beim Gie-ren und Bremsen zu berücksichtigen. Für alle Einwirkungskombinationen mit Ausnahme der DLC 6.1, 6.2 und 6.3 nach DIN EN 61400-1 ist mit einem Gierfehler entsprechend der Betriebsführung, mindestens jedoch mit einem Gierfehlerwinkel im Bereich zwischen = 0° und = ± 8° zu rechnen. Für die Einwirkungskombinationen DLC 6.1, 6.2 und 6.3 ist der Gierfehlerwinkel nach DIN EN 61400-1 anzunehmen. 9.2.3 Berücksichtigung der Gründung
Für das Betriebsverhalten von Windenergieanlagen ist die Baugrundsteifigkeit von besonderer Bedeu-tung. Die Boden-Bauwerks-Interaktion ist stets zu berücksichtigen. Bei einer gesamtdynamischen Be-rechnung kann diese in guter Näherung durch Federn für Rotation und Horizontalverschiebung frequenz-unabhängig mit dynamischen Bodenkennwerten (siehe Abschnitt12.2.1) erfasst werden.
Die Festlegung der Federsteifigkeiten bzw. der Bodenkennwerte für die gesamtdynamische Berechnung kann unter Berücksichtigung der Steifigkeit des Gründungskörpers und der im Boden auftretenden Schubverzerrungen ermittelt werden. Dabei sind die Schubverzerrungen für das Lastniveau zu ermitteln, welches sich aus dem Lastfall D.3 (quasi-ständige Einwirkungen) ergibt.
Näherungsweise kann der Steifemodul für sehr kleine Dehnungen Es,max abhängig vom Steifemodul für statische Lasten abgeschätzt werden, wobei ohne genaueren Nachweis der untere Wert der angegebe-nen Bandbreite anzusetzen ist.
Hinweise zur Größe dynamischer Bodenkennwerte enthalten die Empfehlungen des Arbeitskreises "Bau-grunddynamik"2. 9.2.4 Schnittgrößen
Als Ergebnis der gesamtdynamischen Berechnung ergeben sich die Zeitverläufe aller Schnittgrößen für die untersuchten Einwirkungskombinationen in den für die Auslegung von Turm und Fundament relevan-ten Querschnitten. Diese Schnittgrößen sind für die Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit zu ermitteln.
2 Empfehlungen des Arbeitskreises "Baugrunddynamik", Deutsche Gesellschaft für Geotechnik e.V. (DGGT), Berlin 2002
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ANMERKUNG: Im Allgemeinen ist es ausreichend, nur die Eigenfrequenzen < 5 Hz zu berücksichtigen. Funktion
Reglereigenschaften sind realitätsnah abzubilden. Dabei sind die zeitlichen Verläufe, wie z.B. beim Gie-ren und Bremsen zu berücksichtigen. Für alle Einwirkungskombinationen mit Ausnahme der DLC 6.1, 6.2 und 6.3 nach DIN EN 61400-1 ist mit einem Gierfehler entsprechend der Betriebsführung, mindestens jedoch mit einem Gierfehlerwinkel im Bereich zwischen = 0° und = ± 8° zu rechnen. Für die Einwirkungskombinationen DLC 6.1, 6.2 und 6.3 ist der Gierfehlerwinkel nach DIN EN 61400-1 anzunehmen. 9.2.3 Berücksichtigung der Gründung
Für das Betriebsverhalten von Windenergieanlagen ist die Baugrundsteifigkeit von besonderer Bedeu-tung. Die Boden-Bauwerks-Interaktion ist stets zu berücksichtigen. Bei einer gesamtdynamischen Be-rechnung kann diese in guter Näherung durch Federn für Rotation und Horizontalverschiebung frequenz-unabhängig mit dynamischen Bodenkennwerten (siehe Abschnitt12.2.1) erfasst werden.
Die Festlegung der Federsteifigkeiten bzw. der Bodenkennwerte für die gesamtdynamische Berechnung kann unter Berücksichtigung der Steifigkeit des Gründungskörpers und der im Boden auftretenden Schubverzerrungen ermittelt werden. Dabei sind die Schubverzerrungen für das Lastniveau zu ermitteln, welches sich aus dem Lastfall D.3 (quasi-ständige Einwirkungen) ergibt.
Näherungsweise kann der Steifemodul für sehr kleine Dehnungen Es,max abhängig vom Steifemodul für statische Lasten abgeschätzt werden, wobei ohne genaueren Nachweis der untere Wert der angegebe-nen Bandbreite anzusetzen ist.
Hinweise zur Größe dynamischer Bodenkennwerte enthalten die Empfehlungen des Arbeitskreises "Bau-grunddynamik"2. 9.2.4 Schnittgrößen
Als Ergebnis der gesamtdynamischen Berechnung ergeben sich die Zeitverläufe aller Schnittgrößen für die untersuchten Einwirkungskombinationen in den für die Auslegung von Turm und Fundament relevan-ten Querschnitten. Diese Schnittgrößen sind für die Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit zu ermitteln.
2 Empfehlungen des Arbeitskreises "Baugrunddynamik", Deutsche Gesellschaft für Geotechnik e.V. (DGGT), Berlin 2002
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Tabelle 4: Darstellung der Schnittgrößen für Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit bzw. Gebrauchstauglichkeit (Bezeichnung der Koordinatenachsen siehe Bild 4)
Schnittstelle: Grenzzustand: Tragfähigkeit / Gebrauchstauglichkeit
DLC *) v(h) [m/s]
°
Fx [kN]
Fy [kN]
Fz [kN]
Mx [kNm]
My [kNm]
Mz [kNm]
Fres [kNm]
Mres [kNm]
max Fx
min Fx
max Fy
min Fy
max Fz
min Fz
max Mx
min Mx
max My
min My
max Mz
min Mz
max Fres
max Mres
....
*) Einwirkungskombination, siehe Abschnitt 8 Für den Nachweis gegen Festigkeits- und Stabilitätsversagen sowie für den Nachweis im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit dürfen vereinfachend nur die Extremwerte der Schnittgrößen zusammen mit den übrigen zeitgleich auftretenden Schnittgrößen für die betrachteten Querschnitte angegeben werden (siehe Tabelle 4). Die Schnittgrößen für den Ermüdungssicherheitsnachweis dürfen in der Regel3 vereinfacht in Form von Beanspruchungskollektiven, erforderlichenfalls mit den zugehörigen Mittelwerten angegeben werden (siehe Abschnitt 9.6.2).
3 Ausnahme siehe z.B. Abschnitt 8
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Tabelle 4: Darstellung der Schnittgrößen für Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit bzw. Gebrauchstauglichkeit (Bezeichnung der Koordinatenachsen siehe Bild 4)
Schnittstelle: Grenzzustand: Tragfähigkeit / Gebrauchstauglichkeit
DLC *) v(h) [m/s]
°
Fx [kN]
Fy [kN]
Fz [kN]
Mx [kNm]
My [kNm]
Mz [kNm]
Fres [kNm]
Mres [kNm]
max Fx
min Fx
max Fy
min Fy
max Fz
min Fz
max Mx
min Mx
max My
min My
max Mz
min Mz
max Fres
max Mres
....
*) Einwirkungskombination, siehe Abschnitt 8 Für den Nachweis gegen Festigkeits- und Stabilitätsversagen sowie für den Nachweis im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit dürfen vereinfachend nur die Extremwerte der Schnittgrößen zusammen mit den übrigen zeitgleich auftretenden Schnittgrößen für die betrachteten Querschnitte angegeben werden (siehe Tabelle 4). Die Schnittgrößen für den Ermüdungssicherheitsnachweis dürfen in der Regel3 vereinfacht in Form von Beanspruchungskollektiven, erforderlichenfalls mit den zugehörigen Mittelwerten angegeben werden (siehe Abschnitt 9.6.2).
3 Ausnahme siehe z.B. Abschnitt 8
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Tabelle 4: Darstellung der Schnittgrößen für Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit bzw. Gebrauchstauglichkeit (Bezeichnung der Koordinatenachsen siehe Bild 4)
Schnittstelle: Grenzzustand: Tragfähigkeit / Gebrauchstauglichkeit
DLC *) v(h) [m/s]
°
Fx [kN]
Fy [kN]
Fz [kN]
Mx [kNm]
My [kNm]
Mz [kNm]
Fres [kNm]
Mres [kNm]
max Fx
min Fx
max Fy
min Fy
max Fz
min Fz
max Mx
min Mx
max My
min My
max Mz
min Mz
max Fres
max Mres
....
*) Einwirkungskombination, siehe Abschnitt 8 Für den Nachweis gegen Festigkeits- und Stabilitätsversagen sowie für den Nachweis im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit dürfen vereinfachend nur die Extremwerte der Schnittgrößen zusammen mit den übrigen zeitgleich auftretenden Schnittgrößen für die betrachteten Querschnitte angegeben werden (siehe Tabelle 4). Die Schnittgrößen für den Ermüdungssicherheitsnachweis dürfen in der Regel3 vereinfacht in Form von Beanspruchungskollektiven, erforderlichenfalls mit den zugehörigen Mittelwerten angegeben werden (siehe Abschnitt 9.6.2).
3 Ausnahme siehe z.B. Abschnitt 8
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9.3 Vereinfachte Berechnung 9.3.1 Allgemeines
Die vereinfachte Berechnung darf nur für Nachweise der Turmstruktur im Rahmen der Regelungen von Abschnitt 9.1 angewendet werden. Dabei sind die aus einer gesamtdynamischen Berechnung ermittelten und entsprechend Tabelle 4 angegebenen Schnittgrößen an der Schnittstelle Maschine/Turm als Einwir-kungen auf den Turm zu verwenden. Die Schnittgrößen an allen anderen Stellen des Turmes werden dann aus diesen Einwirkungen abgeleitet. Hierbei ist die Windlast auf den Turm der jeweiligen Einwir-kungskombination nach Betrag und Richtung zu berücksichtigen (siehe Abschnitt 9.6.2).
Bild 4: Koordinatensystem für den Turm
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9.3 Vereinfachte Berechnung 9.3.1 Allgemeines
Die vereinfachte Berechnung darf nur für Nachweise der Turmstruktur im Rahmen der Regelungen von Abschnitt 9.1 angewendet werden. Dabei sind die aus einer gesamtdynamischen Berechnung ermittelten und entsprechend Tabelle 4 angegebenen Schnittgrößen an der Schnittstelle Maschine/Turm als Einwir-kungen auf den Turm zu verwenden. Die Schnittgrößen an allen anderen Stellen des Turmes werden dann aus diesen Einwirkungen abgeleitet. Hierbei ist die Windlast auf den Turm der jeweiligen Einwir-kungskombination nach Betrag und Richtung zu berücksichtigen (siehe Abschnitt 9.6.2).
Bild 4: Koordinatensystem für den Turm
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Vereinfachend dürfen alle Einwirkungskomponenten als gleichzeitig mit ihrem Maximalwert oder, falls günstig wirkend, mit ihrem Minimalwert wirkend angenommen werden.
Die Einwirkungen an der Schnittstelle Maschine/Turm dürfen auch für andere Turmvarianten verwendet werden, sofern diese mindestens die gleiche Biege- und Torsionssteifigkeit besitzen und im dauernden Betrieb ebenfalls die Bedingung nach Gleichung (GL 10) erfüllen.
Bei der Anwendung der vereinfachten Berechnung sind außer den Schnittgrößen an der Schnittstelle Maschine/Turm nach Abschnitt 9.2.4 die Massen und Massenträgheitsmomente der Maschine sowie die der Berechnung zugrunde gelegten Eigenfrequenzen des Turmes anzugeben. 9.3.2 Durch Wind erregte Schwingungen des Turmes in Windrichtung
Bei Nachweisen nach Abschnitt 9.3.1 für Anlagen im Zustand "außer Betrieb“ ist die durch die Böigkeit des Windes hervorgerufene Schwingungswirkung des Turmes in Windrichtung durch den Ansatz einer statischen Ersatzlast zu erfassen. Bei Verwendung des turbulenten extremen Windmodells EWM in einer quasi-statischen Berechnung sind die an der Schnittstelle Maschine/Turm einwirkenden Schnittgrößen sowie die auf den Turm direkt einwirkende Windlast in Windrichtung, beide infolge der mittleren Windge-schwindigkeit (10-Minuten-Mittel), mit dem Böenreaktionsfaktor G zu vervielfachen. Ein entsprechendes Verfahren zur Ermittlung von G ist in DIN EN 1991-1-4 angegeben.
Wird bei nach DIN EN 1991-1-4 nicht schwingungsanfälligen Turmkonstruktionen mit dem stationären extremen Windmodell EWM, basierend auf dem 3 s-Mittelwert (Böenwindgeschwindigkeit), gerechnet, so darf der Böenreaktionsfaktor zu G = 1 angenommen werden.
Bei Nachweisen nach Abschnitt 9.6.1 für Anlagen im Zustand "in Betrieb" darf die durch die Böigkeit des Windes hervorgerufene Schwingungswirkung des Turmes in Windrichtung unberücksichtigt bleiben, d.h. der Böenreaktionsfaktor darf zu G = 1 angenommen werden. 9.4 Wirbelerregte Querschwingungen
Die durch wirbelerregte Schwingungen rechtwinklig zur Windrichtung (Querschwingungen) hervorgerufe-nen Beanspruchungen bei Türmen mit kreisförmigen oder annähernd kreisförmigen Querschnitten sind nach dem in DIN EN 1991-1-4 angegebenen Verfahren zu ermitteln.
Die durch wirbelerregte Querschwingungen verursachte Schädigung darf bis zu einem Wert von D= 0.10 vernachlässigt werden. Andernfalls sind die Schädigung aus wirbelerregten Querschwingungen und die Schädigung in Querrichtung infolge der in Tabelle 3 definierten Lastfälle für den Ermüdungssicherheits-nachweis zu addieren.
Bei der Berechnung der Beanspruchungen aus wirbelerregten Querschwingungen darf die aerodynami-sche Dämpfung (siehe 9.5) nicht angesetzt werden. 9.5 Logarithmisches Dämpfungsdekrement
Die Gesamtdämpfung setzt sich aus den beiden Anteilen Strukturdämpfung und aerodynamischer Dämp-fung zusammen (siehe jedoch 9.4). Das logarithmische Dekrement δ für die Gesamtdämpfung ergibt sich dabei zu
δ = δ s + δ a (GL 12)
Dabei ist: δ s logarithmisches Dekrement der Strukturdämpfung δ a logarithmisches Dekrement der aerodynamischen Dämpfung
Soweit keine genaueren Werte belegt sind, darf als logarithmisches Dekrement für die Strukturdämpfung bei Stahltürmen δ s = 0,015 bei Spannbetontürmen δ s = 0,04 angenommen werden.
Bei Hybridtürmen sind genauere Überlegungen unter Berücksichtigung der Geometrie, Material und Eigenformen erforderlich.
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Vereinfachend dürfen alle Einwirkungskomponenten als gleichzeitig mit ihrem Maximalwert oder, falls günstig wirkend, mit ihrem Minimalwert wirkend angenommen werden.
Die Einwirkungen an der Schnittstelle Maschine/Turm dürfen auch für andere Turmvarianten verwendet werden, sofern diese mindestens die gleiche Biege- und Torsionssteifigkeit besitzen und im dauernden Betrieb ebenfalls die Bedingung nach Gleichung (GL 10) erfüllen.
Bei der Anwendung der vereinfachten Berechnung sind außer den Schnittgrößen an der Schnittstelle Maschine/Turm nach Abschnitt 9.2.4 die Massen und Massenträgheitsmomente der Maschine sowie die der Berechnung zugrunde gelegten Eigenfrequenzen des Turmes anzugeben. 9.3.2 Durch Wind erregte Schwingungen des Turmes in Windrichtung
Bei Nachweisen nach Abschnitt 9.3.1 für Anlagen im Zustand "außer Betrieb“ ist die durch die Böigkeit des Windes hervorgerufene Schwingungswirkung des Turmes in Windrichtung durch den Ansatz einer statischen Ersatzlast zu erfassen. Bei Verwendung des turbulenten extremen Windmodells EWM in einer quasi-statischen Berechnung sind die an der Schnittstelle Maschine/Turm einwirkenden Schnittgrößen sowie die auf den Turm direkt einwirkende Windlast in Windrichtung, beide infolge der mittleren Windge-schwindigkeit (10-Minuten-Mittel), mit dem Böenreaktionsfaktor G zu vervielfachen. Ein entsprechendes Verfahren zur Ermittlung von G ist in DIN EN 1991-1-4 angegeben.
Wird bei nach DIN EN 1991-1-4 nicht schwingungsanfälligen Turmkonstruktionen mit dem stationären extremen Windmodell EWM, basierend auf dem 3 s-Mittelwert (Böenwindgeschwindigkeit), gerechnet, so darf der Böenreaktionsfaktor zu G = 1 angenommen werden.
Bei Nachweisen nach Abschnitt 9.6.1 für Anlagen im Zustand "in Betrieb" darf die durch die Böigkeit des Windes hervorgerufene Schwingungswirkung des Turmes in Windrichtung unberücksichtigt bleiben, d.h. der Böenreaktionsfaktor darf zu G = 1 angenommen werden. 9.4 Wirbelerregte Querschwingungen
Die durch wirbelerregte Schwingungen rechtwinklig zur Windrichtung (Querschwingungen) hervorgerufe-nen Beanspruchungen bei Türmen mit kreisförmigen oder annähernd kreisförmigen Querschnitten sind nach dem in DIN EN 1991-1-4 angegebenen Verfahren zu ermitteln.
Die durch wirbelerregte Querschwingungen verursachte Schädigung darf bis zu einem Wert von D= 0.10 vernachlässigt werden. Andernfalls sind die Schädigung aus wirbelerregten Querschwingungen und die Schädigung in Querrichtung infolge der in Tabelle 3 definierten Lastfälle für den Ermüdungssicherheits-nachweis zu addieren.
Bei der Berechnung der Beanspruchungen aus wirbelerregten Querschwingungen darf die aerodynami-sche Dämpfung (siehe 9.5) nicht angesetzt werden. 9.5 Logarithmisches Dämpfungsdekrement
Die Gesamtdämpfung setzt sich aus den beiden Anteilen Strukturdämpfung und aerodynamischer Dämp-fung zusammen (siehe jedoch 9.4). Das logarithmische Dekrement δ für die Gesamtdämpfung ergibt sich dabei zu
δ = δ s + δ a (GL 12)
Dabei ist: δ s logarithmisches Dekrement der Strukturdämpfung δ a logarithmisches Dekrement der aerodynamischen Dämpfung
Soweit keine genaueren Werte belegt sind, darf als logarithmisches Dekrement für die Strukturdämpfung bei Stahltürmen δ s = 0,015 bei Spannbetontürmen δ s = 0,04 angenommen werden.
Bei Hybridtürmen sind genauere Überlegungen unter Berücksichtigung der Geometrie, Material und Eigenformen erforderlich.
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Das logarithmische Dekrement der aerodynamischen Dämpfung δ a darf zur Ermittlung von Einwirkungen aus Erdbeben nach der Modalmethode, soweit keine genauere Berechnung erfolgt, für alle Turmarten mit δ a = 0,05 angenommen werden. 9.6 Schnittgrößen für den Ermüdungssicherheitsnachweis 9.6.1 Anforderungen
Zur Ermittlung der Schnittgrößen für den Ermüdungssicherheitsnachweis sind die Einwirkungen nach DIN EN 61400-1 und Abschnitt 7, die Einflussparameter nach Abschnitt 9.2.2 und die folgenden Festle-gungen zu berücksichtigen:
In der Regelung sind Start- und normale Abschaltvorgänge unter Berücksichtigung der dynamischen Erhöhungen beim Durchfahren der Turmresonanz mit den Häufigkeiten nach Tabelle 3 anzuneh-men.
Sofern der Betrieb unter Eislasten nicht sicher ausgeschlossen werden kann, sind an 7 Tagen pro Jahr bei Nennleistung Eislasten nach Abschnitt 7.4.6 anzunehmen, wobei 1 Rotorblatt nicht vereist ist, die übrigen mit 50% der Eismasse nach Bild 3 vereist sind.
Sofern nicht anders bestimmt, darf die Einwirkungsdauer der Schnittgrößen aus Wirbelablösungen mit folgenden Werten angenommen werden: - 0,5 Jahre für den Zustand der Montage, ohne Maschine - 1 Jahr für den Zustand des Stillstandes und der Wartung, mit Maschine
Die Entwurfslebensdauer der Anlage ist mit mindestens 20 Jahren anzunehmen. 9.6.2 Beanspruchungskollektive
Wird der Ermüdungssicherheitsnachweis auf der Grundlage von Beanspruchungskollektiven geführt, so sind diese auf rechnerischem Weg für die betrachteten Querschnitte durch Simulation der für die Ermü-dung maßgebenden Anforderungen nach Abschnitt 9.6.1 zu ermitteln und ggf. durch Messungen nach IEC TS 61400-13 zu unterstützen. Die Schwingbreiten der Schnittgrößen sind hierbei ungünstig zu über-lagern.
Die Kollektive können vereinfacht als Einhüllende (z.B. in Trapezform) der aus der Simulation erhaltenen Beanspruchungskollektive dargestellt werden. Für alle Einwirkungskomponenten sollten dabei einheitli-che Lastwechselzahlen festgelegt werden. Die zugehörigen Mittelwerte sind anzugeben.
ANMERKUNG: Im Allgemeinen (wenn My > Mx) ist die Berücksichtigung der Einwirkungskomponenten Rotor-schub Fx, Nickmoment My und Turmtorsionsmoment Mz ausreichend. Dabei dürfen das Nick- und Turmtorsionsmo-ment 90° phasenverschoben zueinander wirkend angenommen werden. 10 Sicherheitskonzept
10.1 Allgemeines
Die Nachweise sind für verschiedene Grenzzustände durch Verfahren mit Hilfe von Teilsicherheitsbeiwer-ten zu führen. Diese Grenzzustände, bei deren Überschreitung das Tragwerk die Entwurfsanforderungen nicht mehr erfüllt, sind
Grenzzustände der Tragfähigkeit
Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit. 10.2 Grenzzustände der Tragfähigkeit
Bei einer gesamtdynamischen Berechnung (nach Abschnitt 9.2) müssen die Einwirkungen mit F = 1,0 angenommen werden. Ist eine Differenzierung einzelner Einwirkungsanteile in den Schnittgrößen nicht möglich, müssen die Tragsicherheitsnachweise mit F-fachen Schnittgrößen geführt werden, wobei der größte Teilsicherheitsbeiwert der jeweiligen Gruppe der Einwirkungskombinationen nach Tabelle 5 oder Tabelle 6 anzusetzen ist.
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Das logarithmische Dekrement der aerodynamischen Dämpfung δ a darf zur Ermittlung von Einwirkungen aus Erdbeben nach der Modalmethode, soweit keine genauere Berechnung erfolgt, für alle Turmarten mit δ a = 0,05 angenommen werden. 9.6 Schnittgrößen für den Ermüdungssicherheitsnachweis 9.6.1 Anforderungen
Zur Ermittlung der Schnittgrößen für den Ermüdungssicherheitsnachweis sind die Einwirkungen nach DIN EN 61400-1 und Abschnitt 7, die Einflussparameter nach Abschnitt 9.2.2 und die folgenden Festle-gungen zu berücksichtigen:
In der Regelung sind Start- und normale Abschaltvorgänge unter Berücksichtigung der dynamischen Erhöhungen beim Durchfahren der Turmresonanz mit den Häufigkeiten nach Tabelle 3 anzuneh-men.
Sofern der Betrieb unter Eislasten nicht sicher ausgeschlossen werden kann, sind an 7 Tagen pro Jahr bei Nennleistung Eislasten nach Abschnitt 7.4.6 anzunehmen, wobei 1 Rotorblatt nicht vereist ist, die übrigen mit 50% der Eismasse nach Bild 3 vereist sind.
Sofern nicht anders bestimmt, darf die Einwirkungsdauer der Schnittgrößen aus Wirbelablösungen mit folgenden Werten angenommen werden: - 0,5 Jahre für den Zustand der Montage, ohne Maschine - 1 Jahr für den Zustand des Stillstandes und der Wartung, mit Maschine
Die Entwurfslebensdauer der Anlage ist mit mindestens 20 Jahren anzunehmen. 9.6.2 Beanspruchungskollektive
Wird der Ermüdungssicherheitsnachweis auf der Grundlage von Beanspruchungskollektiven geführt, so sind diese auf rechnerischem Weg für die betrachteten Querschnitte durch Simulation der für die Ermü-dung maßgebenden Anforderungen nach Abschnitt 9.6.1 zu ermitteln und ggf. durch Messungen nach IEC TS 61400-13 zu unterstützen. Die Schwingbreiten der Schnittgrößen sind hierbei ungünstig zu über-lagern.
Die Kollektive können vereinfacht als Einhüllende (z.B. in Trapezform) der aus der Simulation erhaltenen Beanspruchungskollektive dargestellt werden. Für alle Einwirkungskomponenten sollten dabei einheitli-che Lastwechselzahlen festgelegt werden. Die zugehörigen Mittelwerte sind anzugeben.
ANMERKUNG: Im Allgemeinen (wenn My > Mx) ist die Berücksichtigung der Einwirkungskomponenten Rotor-schub Fx, Nickmoment My und Turmtorsionsmoment Mz ausreichend. Dabei dürfen das Nick- und Turmtorsionsmo-ment 90° phasenverschoben zueinander wirkend angenommen werden. 10 Sicherheitskonzept
10.1 Allgemeines
Die Nachweise sind für verschiedene Grenzzustände durch Verfahren mit Hilfe von Teilsicherheitsbeiwer-ten zu führen. Diese Grenzzustände, bei deren Überschreitung das Tragwerk die Entwurfsanforderungen nicht mehr erfüllt, sind
Grenzzustände der Tragfähigkeit
Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit. 10.2 Grenzzustände der Tragfähigkeit
Bei einer gesamtdynamischen Berechnung (nach Abschnitt 9.2) müssen die Einwirkungen mit F = 1,0 angenommen werden. Ist eine Differenzierung einzelner Einwirkungsanteile in den Schnittgrößen nicht möglich, müssen die Tragsicherheitsnachweise mit F-fachen Schnittgrößen geführt werden, wobei der größte Teilsicherheitsbeiwert der jeweiligen Gruppe der Einwirkungskombinationen nach Tabelle 5 oder Tabelle 6 anzusetzen ist.
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Tabelle 5: Teilsicherheitsbeiwerte F der Einwirkungen für Nachweise in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit bei Nachweis nach DIN EN 61400-1:2004
Gruppe der Einwirkungskombinationen
Einwirkung N normal und extrem
A außergewöhnlich
T Transport/ Errichtung
Trägheits- und Gravitationslasten ungünstig 1,35*) 1,1 1,25 günstig 1,0 1,0 1,0
Vorspannung**) 1,0 1,0 1,0 Windlasten 1,35***) 1,1 1,5 Funktionskräfte 1,35 1,1 1,5 Wärmeeinwirkung 1,35 - - Erdbeben - 1,0 - *) Sofern nachgewiesen wird, z. B. durch Wiegen des maschinentechnischen Teils der Anlage, dass die tat-
sächlichen Wichten um nicht mehr als 5% von den angenommenen abweichen, darf mit F = 1,1 gerechnet werden.
**) mögliche Streuungen der Vorspannung sind im Grenzzustand der Tragfähigkeit sowie im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit und Ermüdung nach EC2, 5.10.8 bzw. 5.10.9 zu berücksichtigen. Im Grenzzustand der Ermüdung ist F = 1,0 und der jeweils maßgebende Wert rinf, rsup anzusetzen.
***) Die Schnittkräfte für Turm und Gründung der Einwirkungskombination DLC 6.1 nach DIN EN 61400-1 sind sowohl mit F = 1,35 als auch mit F = 1,5 zu ermitteln, wobei im Falle F = 1,5 keine Schräganströmung (Anströmwinkel = 0, siehe DLC D.7 nach Tabelle 2) berücksichtigt zu werden braucht. Die ungünstigste Schnittgrößenkombination der beiden Varianten ist maßgebend.
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Tabelle 5: Teilsicherheitsbeiwerte F der Einwirkungen für Nachweise in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit bei Nachweis nach DIN EN 61400-1:2004
Gruppe der Einwirkungskombinationen
Einwirkung N normal und extrem
A außergewöhnlich
T Transport/ Errichtung
Trägheits- und Gravitationslasten ungünstig 1,35*) 1,1 1,25 günstig 1,0 1,0 1,0
Vorspannung**) 1,0 1,0 1,0 Windlasten 1,35***) 1,1 1,5 Funktionskräfte 1,35 1,1 1,5 Wärmeeinwirkung 1,35 - - Erdbeben - 1,0 - *) Sofern nachgewiesen wird, z. B. durch Wiegen des maschinentechnischen Teils der Anlage, dass die tat-
sächlichen Wichten um nicht mehr als 5% von den angenommenen abweichen, darf mit F = 1,1 gerechnet werden.
**) mögliche Streuungen der Vorspannung sind im Grenzzustand der Tragfähigkeit sowie im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit und Ermüdung nach EC2, 5.10.8 bzw. 5.10.9 zu berücksichtigen. Im Grenzzustand der Ermüdung ist F = 1,0 und der jeweils maßgebende Wert rinf, rsup anzusetzen.
***) Die Schnittkräfte für Turm und Gründung der Einwirkungskombination DLC 6.1 nach DIN EN 61400-1 sind sowohl mit F = 1,35 als auch mit F = 1,5 zu ermitteln, wobei im Falle F = 1,5 keine Schräganströmung (Anströmwinkel = 0, siehe DLC D.7 nach Tabelle 2) berücksichtigt zu werden braucht. Die ungünstigste Schnittgrößenkombination der beiden Varianten ist maßgebend.
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Tabelle 6: Teilsicherheitsbeiwerte F der Einwirkungen für Nachweise in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit bei Nachweis nach DIN EN 61400-1:2011
Ungünstige Lasten
Art des Auslegungszustandes (siehe Tabelle 3)
Günstige1) Lasten
Einwirkung Normal (N)
Anormal (A)
Transport und Errichtung (T)
Alle Auslegungszustände
Trägheits- und Gravitationslasten, Windlasten, Funktionskräfte
1,35*), ***) 1,1 1,5 0,9
Vorspannung **) 1,0 1,0 1,0 0,9 1,35 -- -- 0,9 Wärmeeinwirkung -- 1,0 -- 1,0
*) Für den Auslegungslastfall DLC 1.1 ist bei Lastberechnung mittels statistischer Extrapolation für Windgeschwindigkeiten zwischen Vin und Vout ein Teilsicherheitsbeiwert für die Lasten von f = 1,25 anzunehmen. Wenn für normale Auslegungszustände der charakteristische Wert der Gravitationsbelastung Fgravity für den betreffen-den Auslegungszustand berechnet werden kann und Gravitation eine ungünstige Last ist, darf der Teilsicherheitsbeiwert für die kombinierte Beanspruchung von Gravitation und anderen Einflüssen wie folgt angenommen werden:
,,,
;
;
FF F
F
F F
2f
gravitygravity k
k
gravity k
11 0 15 für DLC1.1
0 25 sonst
1
1
1) Vorspannung und Gravitationslasten, die die Gesamtbeanspruchung erheblich verringern, sind günstige Lasten. **) mögliche Streuungen der Vorspannung sind im Grenzzustand der Tragfähigkeit sowie im Grenzzustand der Gebrauchs-
tauglichkeit und Ermüdung nach EC2, 5.10.8 bzw. 5.10.9 zu berücksichtigen. Im Grenzzustand der Ermüdung ist F = 1,0 und der jeweils maßgebende Wert rinf, rsup anzusetzen.
***) Die Schnittkräfte für Turm und Gründung der Einwirkungskombination DLC 6.1 nach DIN EN 61400-1 sind sowohl mit F = 1,35 als auch mit F = 1,5 zu ermitteln, wobei im Falle F = 1,5 keine Schräganströmung (Anströmwinkel = 0, sie-he DLC D.7 nach Tabelle 2) berücksichtigt zu werden braucht. Die ungünstigste Schnittgrößenkombination der beiden Varianten ist maßgebend.
Bei Nachweisen gegen Festigkeits- und Stabilitätsversagen ist die Erhöhung der Schnittgrößen infolge nichtlinearer Einflüsse (z.B. Theorie 2. Ordnung, Zustand II) zu berücksichtigen. Im Falle einer gesamtdy-namischen Berechnung mit dynamischen Bodenkennwerten ergeben sich bei diesen Nachweisen zusätz-liche Effekte aus Theorie 2. Ordnung. Diese zusätzlichen Effekte sind unter Verwendung statischer Bo-denkennwerte, die sich für ein Belastungsniveau bei charakteristischen Einwirkungen (Lastfall D.1) erge-ben, zu ermitteln.
Für den Nachweis gegen Ermüdung ist mit F = 1,0 zu rechnen.
Es sind folgende Nachweise in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit zu führen:
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Tabelle 6: Teilsicherheitsbeiwerte F der Einwirkungen für Nachweise in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit bei Nachweis nach DIN EN 61400-1:2011
Ungünstige Lasten
Art des Auslegungszustandes (siehe Tabelle 3)
Günstige1) Lasten
Einwirkung Normal (N)
Anormal (A)
Transport und Errichtung (T)
Alle Auslegungszustände
Trägheits- und Gravitationslasten, Windlasten, Funktionskräfte
1,35*), ***) 1,1 1,5 0,9
Vorspannung **) 1,0 1,0 1,0 0,9 1,35 -- -- 0,9 Wärmeeinwirkung -- 1,0 -- 1,0
*) Für den Auslegungslastfall DLC 1.1 ist bei Lastberechnung mittels statistischer Extrapolation für Windgeschwindigkeiten zwischen Vin und Vout ein Teilsicherheitsbeiwert für die Lasten von f = 1,25 anzunehmen. Wenn für normale Auslegungszustände der charakteristische Wert der Gravitationsbelastung Fgravity für den betreffen-den Auslegungszustand berechnet werden kann und Gravitation eine ungünstige Last ist, darf der Teilsicherheitsbeiwert für die kombinierte Beanspruchung von Gravitation und anderen Einflüssen wie folgt angenommen werden:
,,,
;
;
FF F
F
F F
2f
gravitygravity k
k
gravity k
11 0 15 für DLC1.1
0 25 sonst
1
1
1) Vorspannung und Gravitationslasten, die die Gesamtbeanspruchung erheblich verringern, sind günstige Lasten. **) mögliche Streuungen der Vorspannung sind im Grenzzustand der Tragfähigkeit sowie im Grenzzustand der Gebrauchs-
tauglichkeit und Ermüdung nach EC2, 5.10.8 bzw. 5.10.9 zu berücksichtigen. Im Grenzzustand der Ermüdung ist F = 1,0 und der jeweils maßgebende Wert rinf, rsup anzusetzen.
***) Die Schnittkräfte für Turm und Gründung der Einwirkungskombination DLC 6.1 nach DIN EN 61400-1 sind sowohl mit F = 1,35 als auch mit F = 1,5 zu ermitteln, wobei im Falle F = 1,5 keine Schräganströmung (Anströmwinkel = 0, sie-he DLC D.7 nach Tabelle 2) berücksichtigt zu werden braucht. Die ungünstigste Schnittgrößenkombination der beiden Varianten ist maßgebend.
Bei Nachweisen gegen Festigkeits- und Stabilitätsversagen ist die Erhöhung der Schnittgrößen infolge nichtlinearer Einflüsse (z.B. Theorie 2. Ordnung, Zustand II) zu berücksichtigen. Im Falle einer gesamtdy-namischen Berechnung mit dynamischen Bodenkennwerten ergeben sich bei diesen Nachweisen zusätz-liche Effekte aus Theorie 2. Ordnung. Diese zusätzlichen Effekte sind unter Verwendung statischer Bo-denkennwerte, die sich für ein Belastungsniveau bei charakteristischen Einwirkungen (Lastfall D.1) erge-ben, zu ermitteln.
Für den Nachweis gegen Ermüdung ist mit F = 1,0 zu rechnen.
Es sind folgende Nachweise in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit zu führen:
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Nachweis gegen Festigkeitsversagen nach Abschnitt 11.1.2
Stabilitätsversagen nach Abschnitt 11.1.3
Ermüdung nach Abschnitt 11.1.4
Hinweise zur Größe dynamischer Bodenkennwerte enthalten die Empfehlungen des Arbeitskreises "Bau-grunddynamik"4. 10.3 Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit
Die Bemessungswerte der Einwirkungen sind für die Nachweise in den Grenzzuständen der Gebrauchs-tauglichkeit mit den charakteristischen Werten (F = 1,0) zu ermitteln.
Es sind folgende Nachweise in den Grenzzuständen der Gebrauchstauglichkeit zu führen:
Nachweis der
Verformungsbegrenzung nach Abschnitt 11.2.3
Spannungsbegrenzung nach Abschnitt 11.2.4
Rissbreitenbegrenzung nach Abschnitt 11.2.5 11 Nachweise für den Turm
11.1 Nachweise in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit
11.1.1 Teilsicherheitsbeiwerte
Die Widerstände sind unter Berücksichtigung der Teilsicherheitsbeiwerte M nach den relevanten Regel-werken (siehe Abschnitt 4) zu ermitteln. Bezüglich der Teilsicherheitsbeiwerte M beim Nachweis gegen Ermüdung siehe Abschnitt 11.1.4. 11.1.2 Festigkeitsversagen
Die Nachweise sind mit den ungünstigsten aller Einwirkungskombinationen der Gruppen N, A und T zu führen.
Beim Nachweis für Stahlbeton und Spannbeton ist DIN EN 1992-1-1 anzuwenden. Dabei dürfen die Schnittgrößen des Turmschaftes nach der Rohrbiegetheorie ermittelt werden, sofern die Wanddicke min-destens 1/20 des Radius beträgt. Dies gilt nicht für örtliche Nachweise im Bereich von Turmöffnungen und für die Ermittlung der Beanspruchungen aus Wärmeeinwirkungen nach Abschnitt 7.4.5.
Beim Nachweis für Stahltürme ist die Normenreihe DIN EN 1993-1 anzuwenden.
In zylindrischen und konischen Stahlrohrtürmen dürfen die für den Tragsicherheitsnachweis benötigten Spannungen nach der Schalenmembrantheorie berechnet werden. Das bedeutet z.B. für die Abtragung der Windlasten, dass die elementare Rohrbiegetheorie angewendet werden darf. Schalenbiegemomente aus ungleichmäßig über den Turmumfang verteiltem Winddruck oder Zwängungsspannungen aus Rand-störungen an Flanschen oder Steifen brauchen nicht berücksichtigt zu werden. An Übergängen mit unter-schiedlicher Konizität sind die aus Kraftumlenkung entstehenden lokalen Umfangsmembrankräfte und Schalenbiegemomente zu berücksichtigen. Für öffnungsgeschwächte Turmbereiche ist Abschnitt 13.2 zu beachten. ANMERKUNG: Die hier beschriebene Nachweisführung entspricht in der Terminologie von DIN EN 1993-1-1 einer elastischen Tragwerksberechnung mit plastischen Querschnittsbeanspruchbarkeiten für die lokalen Turmwand-schnittgrößen, jedoch elastischen Querschnittsbeanspruchbarkeiten für die globalen Turmschnittgrößen.
4 Empfehlungen des Arbeitskreises "Baugrunddynamik", Deutsche Gesellschaft für Geotechnik e.V. (DGGT), Berlin 2002
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Nachweis gegen Festigkeitsversagen nach Abschnitt 11.1.2
Stabilitätsversagen nach Abschnitt 11.1.3
Ermüdung nach Abschnitt 11.1.4
Hinweise zur Größe dynamischer Bodenkennwerte enthalten die Empfehlungen des Arbeitskreises "Bau-grunddynamik"4. 10.3 Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit
Die Bemessungswerte der Einwirkungen sind für die Nachweise in den Grenzzuständen der Gebrauchs-tauglichkeit mit den charakteristischen Werten (F = 1,0) zu ermitteln.
Es sind folgende Nachweise in den Grenzzuständen der Gebrauchstauglichkeit zu führen:
Nachweis der
Verformungsbegrenzung nach Abschnitt 11.2.3
Spannungsbegrenzung nach Abschnitt 11.2.4
Rissbreitenbegrenzung nach Abschnitt 11.2.5 11 Nachweise für den Turm
11.1 Nachweise in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit
11.1.1 Teilsicherheitsbeiwerte
Die Widerstände sind unter Berücksichtigung der Teilsicherheitsbeiwerte M nach den relevanten Regel-werken (siehe Abschnitt 4) zu ermitteln. Bezüglich der Teilsicherheitsbeiwerte M beim Nachweis gegen Ermüdung siehe Abschnitt 11.1.4. 11.1.2 Festigkeitsversagen
Die Nachweise sind mit den ungünstigsten aller Einwirkungskombinationen der Gruppen N, A und T zu führen.
Beim Nachweis für Stahlbeton und Spannbeton ist DIN EN 1992-1-1 anzuwenden. Dabei dürfen die Schnittgrößen des Turmschaftes nach der Rohrbiegetheorie ermittelt werden, sofern die Wanddicke min-destens 1/20 des Radius beträgt. Dies gilt nicht für örtliche Nachweise im Bereich von Turmöffnungen und für die Ermittlung der Beanspruchungen aus Wärmeeinwirkungen nach Abschnitt 7.4.5.
Beim Nachweis für Stahltürme ist die Normenreihe DIN EN 1993-1 anzuwenden.
In zylindrischen und konischen Stahlrohrtürmen dürfen die für den Tragsicherheitsnachweis benötigten Spannungen nach der Schalenmembrantheorie berechnet werden. Das bedeutet z.B. für die Abtragung der Windlasten, dass die elementare Rohrbiegetheorie angewendet werden darf. Schalenbiegemomente aus ungleichmäßig über den Turmumfang verteiltem Winddruck oder Zwängungsspannungen aus Rand-störungen an Flanschen oder Steifen brauchen nicht berücksichtigt zu werden. An Übergängen mit unter-schiedlicher Konizität sind die aus Kraftumlenkung entstehenden lokalen Umfangsmembrankräfte und Schalenbiegemomente zu berücksichtigen. Für öffnungsgeschwächte Turmbereiche ist Abschnitt 13.2 zu beachten. ANMERKUNG: Die hier beschriebene Nachweisführung entspricht in der Terminologie von DIN EN 1993-1-1 einer elastischen Tragwerksberechnung mit plastischen Querschnittsbeanspruchbarkeiten für die lokalen Turmwand-schnittgrößen, jedoch elastischen Querschnittsbeanspruchbarkeiten für die globalen Turmschnittgrößen.
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Nachweis gegen Festigkeitsversagen nach Abschnitt 11.1.2
Stabilitätsversagen nach Abschnitt 11.1.3
Ermüdung nach Abschnitt 11.1.4
Hinweise zur Größe dynamischer Bodenkennwerte enthalten die Empfehlungen des Arbeitskreises "Bau-grunddynamik"4. 10.3 Grenzzustände der Gebrauchstauglichkeit
Die Bemessungswerte der Einwirkungen sind für die Nachweise in den Grenzzuständen der Gebrauchs-tauglichkeit mit den charakteristischen Werten (F = 1,0) zu ermitteln.
Es sind folgende Nachweise in den Grenzzuständen der Gebrauchstauglichkeit zu führen:
Nachweis der
Verformungsbegrenzung nach Abschnitt 11.2.3
Spannungsbegrenzung nach Abschnitt 11.2.4
Rissbreitenbegrenzung nach Abschnitt 11.2.5 11 Nachweise für den Turm
11.1 Nachweise in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit
11.1.1 Teilsicherheitsbeiwerte
Die Widerstände sind unter Berücksichtigung der Teilsicherheitsbeiwerte M nach den relevanten Regel-werken (siehe Abschnitt 4) zu ermitteln. Bezüglich der Teilsicherheitsbeiwerte M beim Nachweis gegen Ermüdung siehe Abschnitt 11.1.4. 11.1.2 Festigkeitsversagen
Die Nachweise sind mit den ungünstigsten aller Einwirkungskombinationen der Gruppen N, A und T zu führen.
Beim Nachweis für Stahlbeton und Spannbeton ist DIN EN 1992-1-1 anzuwenden. Dabei dürfen die Schnittgrößen des Turmschaftes nach der Rohrbiegetheorie ermittelt werden, sofern die Wanddicke min-destens 1/20 des Radius beträgt. Dies gilt nicht für örtliche Nachweise im Bereich von Turmöffnungen und für die Ermittlung der Beanspruchungen aus Wärmeeinwirkungen nach Abschnitt 7.4.5.
Beim Nachweis für Stahltürme ist die Normenreihe DIN EN 1993-1 anzuwenden.
In zylindrischen und konischen Stahlrohrtürmen dürfen die für den Tragsicherheitsnachweis benötigten Spannungen nach der Schalenmembrantheorie berechnet werden. Das bedeutet z.B. für die Abtragung der Windlasten, dass die elementare Rohrbiegetheorie angewendet werden darf. Schalenbiegemomente aus ungleichmäßig über den Turmumfang verteiltem Winddruck oder Zwängungsspannungen aus Rand-störungen an Flanschen oder Steifen brauchen nicht berücksichtigt zu werden. An Übergängen mit unter-schiedlicher Konizität sind die aus Kraftumlenkung entstehenden lokalen Umfangsmembrankräfte und Schalenbiegemomente zu berücksichtigen. Für öffnungsgeschwächte Turmbereiche ist Abschnitt 13.2 zu beachten. ANMERKUNG: Die hier beschriebene Nachweisführung entspricht in der Terminologie von DIN EN 1993-1-1 einer elastischen Tragwerksberechnung mit plastischen Querschnittsbeanspruchbarkeiten für die lokalen Turmwand-schnittgrößen, jedoch elastischen Querschnittsbeanspruchbarkeiten für die globalen Turmschnittgrößen.
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11.1.3 Stabilitätsversagen
Die Nachweise sind mit den ungünstigsten aller Einwirkungskombinationen der Gruppen N, A und T zu führen.
Der Beulsicherheitsnachweis für die Wand eines Stahlrohrturmes oder anderer schalenförmiger Stahl-bauteile darf auch als numerisch gestützter Beulsicherheitsnachweis entsprechend Absatz 8.6 und 8.7 von DIN EN 1993-1-6 geführt werden. 11.1.4 Ermüdungsversagen von Stahlkonstruktionen
Die Nachweise sind mit den Einwirkungskombinationen der Gruppe F nach Tabelle 3 zu führen.
Bei Turmkonstruktionen aus Stahl richtet sich der Nachweis nach DIN EN 1993-1-9. Dabei wird eine re-gelmäßige Wartung und die Wiederkehrende Prüfung nach Abschnitt 14 vorausgesetzt. Der anzusetzen-de Teilsicherheitsbeiwert ist Tabelle 7 zu entnehmen.
Abweichend von den Regelungen in DIN EN 1993-1-9 darf kein Schwellenwert der Ermüdungsfestigkeit für Lastspielzahlen N > 108 angesetzt werden (siehe Bild 5).
Tabelle 7: Teilsicherheitsbeiwert M für Nachweise gegen Ermüdung bei Türmen aus Stahl
M Inspizierbar
Schadenstolerante Bauteile Nicht-schadenstolerante Bauteile Ja 1,0 1,15
Nein 1,15 1,25
ANMERKUNG: Bei Windenergieanlagen sind in der Regel nicht-schadenstolerante Bauteile vorhanden.
Im Allgemeinen ist ein Teilsicherheitsbeiwert von 1,15 für inspizierbare Bauteile anzuwenden.
Als "inspizierbar" werden alle Bauteile angesehen, die zugänglich sind. Dazu gehören z.B. alle Rund- und Längsnähte von Stahlrohrtürmen sowie die Schrauben von Ringflanschverbindungen. Diese Bauteile sind im Rahmen der wiederkehrenden Prüfungen zu untersuchen (siehe Kapitel 15).
3C
cN N
D
2·106 107
1085·106
1m
N
106104 105
C
L
Schwellenwert derErmüdungsfestigkeit
Fortsetzung der Kurve
5D
DN N
Bild 5: Ermüdungsfestigkeit für Stahl (Wöhlerlinie)
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11.1.3 Stabilitätsversagen
Die Nachweise sind mit den ungünstigsten aller Einwirkungskombinationen der Gruppen N, A und T zu führen.
Der Beulsicherheitsnachweis für die Wand eines Stahlrohrturmes oder anderer schalenförmiger Stahl-bauteile darf auch als numerisch gestützter Beulsicherheitsnachweis entsprechend Absatz 8.6 und 8.7 von DIN EN 1993-1-6 geführt werden. 11.1.4 Ermüdungsversagen von Stahlkonstruktionen
Die Nachweise sind mit den Einwirkungskombinationen der Gruppe F nach Tabelle 3 zu führen.
Bei Turmkonstruktionen aus Stahl richtet sich der Nachweis nach DIN EN 1993-1-9. Dabei wird eine re-gelmäßige Wartung und die Wiederkehrende Prüfung nach Abschnitt 14 vorausgesetzt. Der anzusetzen-de Teilsicherheitsbeiwert ist Tabelle 7 zu entnehmen.
Abweichend von den Regelungen in DIN EN 1993-1-9 darf kein Schwellenwert der Ermüdungsfestigkeit für Lastspielzahlen N > 108 angesetzt werden (siehe Bild 5).
Tabelle 7: Teilsicherheitsbeiwert M für Nachweise gegen Ermüdung bei Türmen aus Stahl
M Inspizierbar
Schadenstolerante Bauteile Nicht-schadenstolerante Bauteile Ja 1,0 1,15
Nein 1,15 1,25
ANMERKUNG: Bei Windenergieanlagen sind in der Regel nicht-schadenstolerante Bauteile vorhanden.
Im Allgemeinen ist ein Teilsicherheitsbeiwert von 1,15 für inspizierbare Bauteile anzuwenden.
Als "inspizierbar" werden alle Bauteile angesehen, die zugänglich sind. Dazu gehören z.B. alle Rund- und Längsnähte von Stahlrohrtürmen sowie die Schrauben von Ringflanschverbindungen. Diese Bauteile sind im Rahmen der wiederkehrenden Prüfungen zu untersuchen (siehe Kapitel 15).
3C
cN N
D
2·106 107
1085·106
1m
N
106104 105
C
L
Schwellenwert derErmüdungsfestigkeit
Fortsetzung der Kurve
5D
DN N
Bild 5: Ermüdungsfestigkeit für Stahl (Wöhlerlinie)
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Abweichend davon ist ein Beiwert von 1,25 zu berücksichtigen, wenn Überwachungsmaßnahmen im Rahmen der Inspektion nicht möglich sind, z.B. bei einbetonierten Bauteilen.
Der Bezugswert der Ermüdungsfestigkeit c ist entsprechend der vorliegenden Kerbfallklasse den Kerb-fallkatalogen von DIN EN 1993-1-9, Tabellen 8.1 bis 8.10 und DIN EN 1993-3-2 Anhang C zu entneh-men. ANMERKUNG zu DIN EN 1993-3-2 C2(1): Eine Erhöhung der Kerbfallklassen ist nicht allein durch Änderung der Qualitätsstufe der Schweißnaht zulässig. Eine Erhöhung der Kerbfallklasse ist experimentell z.B. nach den Regeln von DIN EN 1990 zu begründen.
Alternativ zum Nennspannungskonzept darf das Strukturspannungskonzept nach DIN EN 1993-1-9 An-hang B verwendet werden. Es ist hierbei eine Blechdickenabminderung ks = (25/t)0,2 zu verwenden, wobei t in [mm] einzusetzen ist.
Ergänzend zu den Kerbfallkatalogen wird das Kerbdetail T-Flansch/Mantelblech wie folgt geregelt:
Für das Mantelblech (Kerbstelle 1 in Bild 6) ist die Kerbfallklasse gemäß DIN EN 1993-1-9 Tabelle 8.5 Detail 1 zu verwenden.
Für den T-Flansch (Kerbstelle 2 in Bild 6) ist der konservative Ansatz einer Kerbfallklasse 90 mit Blechdickenabminderung ks = (25/tF)0,2 zu verwenden. Die maßgebenden Biegespannungen sind durch Ansatz einer gleichmäßigen Spannungsverteilung aus den Betonpressungen zu ermitteln, so-fern nicht durch genauere Untersuchungen günstigere Ansätze begründet werden.
ANMERKUNG: Durchgeführte Untersuchungen ergaben, dass andere Regelungen des Eurocode für den Parame-terbereich von Windenergieanlagen zu stark konservativen Auslegungen führen können. 11.1.5 Ermüdungsversagen von Stahl- und Spannbetonkonstruktionen
Bei Türmen und Fundamenten aus Spannbeton bzw. Stahlbeton sind Ermüdungssicherheitsnachweise für den Beton, den Betonstahl und den Spannstahl zu führen. Die rechnerischen Schädigungen unter-schiedlicher Schwingbreiten dürfen beim Nachweis gegen Ermüdung nach der Palmgren-Miner-Regel addiert werden. Dabei muss die Schädigungssumme DEd infolge der maßgebenden Ermüdungsbean-spruchung die folgende Bedingung erfüllen:
Dabei ist
n(i) die Zahl der aufgebrachten Lastwechsel für eine Schwingbreite i
N(i) die Zahl der aufnehmbaren Lastwechsel für eine Schwingbreite i
DEd = [n(i)/ N(i)] < 1,0 (GL 13)
Bild 6: Nachweisstellen für das Detail "T-Flansch/Mantelblech"
Wandung
Fußflansch
12
K-Naht mit Über-gangskehlnaht 1
2
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Abweichend davon ist ein Beiwert von 1,25 zu berücksichtigen, wenn Überwachungsmaßnahmen im Rahmen der Inspektion nicht möglich sind, z.B. bei einbetonierten Bauteilen.
Der Bezugswert der Ermüdungsfestigkeit c ist entsprechend der vorliegenden Kerbfallklasse den Kerb-fallkatalogen von DIN EN 1993-1-9, Tabellen 8.1 bis 8.10 und DIN EN 1993-3-2 Anhang C zu entneh-men. ANMERKUNG zu DIN EN 1993-3-2 C2(1): Eine Erhöhung der Kerbfallklassen ist nicht allein durch Änderung der Qualitätsstufe der Schweißnaht zulässig. Eine Erhöhung der Kerbfallklasse ist experimentell z.B. nach den Regeln von DIN EN 1990 zu begründen.
Alternativ zum Nennspannungskonzept darf das Strukturspannungskonzept nach DIN EN 1993-1-9 An-hang B verwendet werden. Es ist hierbei eine Blechdickenabminderung ks = (25/t)0,2 zu verwenden, wobei t in [mm] einzusetzen ist.
Ergänzend zu den Kerbfallkatalogen wird das Kerbdetail T-Flansch/Mantelblech wie folgt geregelt:
Für das Mantelblech (Kerbstelle 1 in Bild 6) ist die Kerbfallklasse gemäß DIN EN 1993-1-9 Tabelle 8.5 Detail 1 zu verwenden.
Für den T-Flansch (Kerbstelle 2 in Bild 6) ist der konservative Ansatz einer Kerbfallklasse 90 mit Blechdickenabminderung ks = (25/tF)0,2 zu verwenden. Die maßgebenden Biegespannungen sind durch Ansatz einer gleichmäßigen Spannungsverteilung aus den Betonpressungen zu ermitteln, so-fern nicht durch genauere Untersuchungen günstigere Ansätze begründet werden.
ANMERKUNG: Durchgeführte Untersuchungen ergaben, dass andere Regelungen des Eurocode für den Parame-terbereich von Windenergieanlagen zu stark konservativen Auslegungen führen können. 11.1.5 Ermüdungsversagen von Stahl- und Spannbetonkonstruktionen
Bei Türmen und Fundamenten aus Spannbeton bzw. Stahlbeton sind Ermüdungssicherheitsnachweise für den Beton, den Betonstahl und den Spannstahl zu führen. Die rechnerischen Schädigungen unter-schiedlicher Schwingbreiten dürfen beim Nachweis gegen Ermüdung nach der Palmgren-Miner-Regel addiert werden. Dabei muss die Schädigungssumme DEd infolge der maßgebenden Ermüdungsbean-spruchung die folgende Bedingung erfüllen:
Dabei ist
n(i) die Zahl der aufgebrachten Lastwechsel für eine Schwingbreite i
N(i) die Zahl der aufnehmbaren Lastwechsel für eine Schwingbreite i
DEd = [n(i)/ N(i)] < 1,0 (GL 13)
Bild 6: Nachweisstellen für das Detail "T-Flansch/Mantelblech"
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Abweichend davon ist ein Beiwert von 1,25 zu berücksichtigen, wenn Überwachungsmaßnahmen im Rahmen der Inspektion nicht möglich sind, z.B. bei einbetonierten Bauteilen.
Der Bezugswert der Ermüdungsfestigkeit c ist entsprechend der vorliegenden Kerbfallklasse den Kerb-fallkatalogen von DIN EN 1993-1-9, Tabellen 8.1 bis 8.10 und DIN EN 1993-3-2 Anhang C zu entneh-men. ANMERKUNG zu DIN EN 1993-3-2 C2(1): Eine Erhöhung der Kerbfallklassen ist nicht allein durch Änderung der Qualitätsstufe der Schweißnaht zulässig. Eine Erhöhung der Kerbfallklasse ist experimentell z.B. nach den Regeln von DIN EN 1990 zu begründen.
Alternativ zum Nennspannungskonzept darf das Strukturspannungskonzept nach DIN EN 1993-1-9 An-hang B verwendet werden. Es ist hierbei eine Blechdickenabminderung ks = (25/t)0,2 zu verwenden, wobei t in [mm] einzusetzen ist.
Ergänzend zu den Kerbfallkatalogen wird das Kerbdetail T-Flansch/Mantelblech wie folgt geregelt:
Für das Mantelblech (Kerbstelle 1 in Bild 6) ist die Kerbfallklasse gemäß DIN EN 1993-1-9 Tabelle 8.5 Detail 1 zu verwenden.
Für den T-Flansch (Kerbstelle 2 in Bild 6) ist der konservative Ansatz einer Kerbfallklasse 90 mit Blechdickenabminderung ks = (25/tF)0,2 zu verwenden. Die maßgebenden Biegespannungen sind durch Ansatz einer gleichmäßigen Spannungsverteilung aus den Betonpressungen zu ermitteln, so-fern nicht durch genauere Untersuchungen günstigere Ansätze begründet werden.
ANMERKUNG: Durchgeführte Untersuchungen ergaben, dass andere Regelungen des Eurocode für den Parame-terbereich von Windenergieanlagen zu stark konservativen Auslegungen führen können. 11.1.5 Ermüdungsversagen von Stahl- und Spannbetonkonstruktionen
Bei Türmen und Fundamenten aus Spannbeton bzw. Stahlbeton sind Ermüdungssicherheitsnachweise für den Beton, den Betonstahl und den Spannstahl zu führen. Die rechnerischen Schädigungen unter-schiedlicher Schwingbreiten dürfen beim Nachweis gegen Ermüdung nach der Palmgren-Miner-Regel addiert werden. Dabei muss die Schädigungssumme DEd infolge der maßgebenden Ermüdungsbean-spruchung die folgende Bedingung erfüllen:
Dabei ist
n(i) die Zahl der aufgebrachten Lastwechsel für eine Schwingbreite i
N(i) die Zahl der aufnehmbaren Lastwechsel für eine Schwingbreite i
DEd = [n(i)/ N(i)] < 1,0 (GL 13)
Bild 6: Nachweisstellen für das Detail "T-Flansch/Mantelblech"
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Abweichend davon ist ein Beiwert von 1,25 zu berücksichtigen, wenn Überwachungsmaßnahmen im Rahmen der Inspektion nicht möglich sind, z.B. bei einbetonierten Bauteilen.
Der Bezugswert der Ermüdungsfestigkeit c ist entsprechend der vorliegenden Kerbfallklasse den Kerb-fallkatalogen von DIN EN 1993-1-9, Tabellen 8.1 bis 8.10 und DIN EN 1993-3-2 Anhang C zu entneh-men. ANMERKUNG zu DIN EN 1993-3-2 C2(1): Eine Erhöhung der Kerbfallklassen ist nicht allein durch Änderung der Qualitätsstufe der Schweißnaht zulässig. Eine Erhöhung der Kerbfallklasse ist experimentell z.B. nach den Regeln von DIN EN 1990 zu begründen.
Alternativ zum Nennspannungskonzept darf das Strukturspannungskonzept nach DIN EN 1993-1-9 An-hang B verwendet werden. Es ist hierbei eine Blechdickenabminderung ks = (25/t)0,2 zu verwenden, wobei t in [mm] einzusetzen ist.
Ergänzend zu den Kerbfallkatalogen wird das Kerbdetail T-Flansch/Mantelblech wie folgt geregelt:
Für das Mantelblech (Kerbstelle 1 in Bild 6) ist die Kerbfallklasse gemäß DIN EN 1993-1-9 Tabelle 8.5 Detail 1 zu verwenden.
Für den T-Flansch (Kerbstelle 2 in Bild 6) ist der konservative Ansatz einer Kerbfallklasse 90 mit Blechdickenabminderung ks = (25/tF)0,2 zu verwenden. Die maßgebenden Biegespannungen sind durch Ansatz einer gleichmäßigen Spannungsverteilung aus den Betonpressungen zu ermitteln, so-fern nicht durch genauere Untersuchungen günstigere Ansätze begründet werden.
ANMERKUNG: Durchgeführte Untersuchungen ergaben, dass andere Regelungen des Eurocode für den Parame-terbereich von Windenergieanlagen zu stark konservativen Auslegungen führen können. 11.1.5 Ermüdungsversagen von Stahl- und Spannbetonkonstruktionen
Bei Türmen und Fundamenten aus Spannbeton bzw. Stahlbeton sind Ermüdungssicherheitsnachweise für den Beton, den Betonstahl und den Spannstahl zu führen. Die rechnerischen Schädigungen unter-schiedlicher Schwingbreiten dürfen beim Nachweis gegen Ermüdung nach der Palmgren-Miner-Regel addiert werden. Dabei muss die Schädigungssumme DEd infolge der maßgebenden Ermüdungsbean-spruchung die folgende Bedingung erfüllen:
Dabei ist
n(i) die Zahl der aufgebrachten Lastwechsel für eine Schwingbreite i
N(i) die Zahl der aufnehmbaren Lastwechsel für eine Schwingbreite i
DEd = [n(i)/ N(i)] < 1,0 (GL 13)
Bild 6: Nachweisstellen für das Detail "T-Flansch/Mantelblech"
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Scd,max
Für den Nachweis des Beton- und Spannstahls sind die Wöhlerlinien nach DIN EN 1992-1-1, Absatz 6.8.4 anzusetzen.
Die Ermüdungsnachweise für Spannbetontragwerke sind sowohl für die Vorspannkraft direkt nach dem Absetzen der Presse als auch für die Vorspannkraft nach Kriechen, Schwinden und Relaxation zu führen, wenn keine genauere Berechnung über die Zeit durchgeführt wird. Dabei sind die zeitabhängigen Verlus-te infolge Kriechen, Schwinden und Relaxation nach DIN EN 1992-1-1, Absatz 3.1.4 zu berücksichtigen.
Für den Nachweis des Betons unter Druck oder Querkraftbeanspruchung sind die Wöhlerlinien für den Beton anzusetzen:
Der Wöhlerlinie nach Bild 7 liegen die folgenden Gleichungen5 zugrunde:
Für
wenn 61 Nlog dann
wenn 6Nlog 1 und dann wenn 6Nlog 1 und dann
5 Aus: CEB-FIP Model Code 1990, Bulletin d'Information No. 213/214
cdmin,cd
max,cdmin,cdmin,cd
min,cd
S/)/S(,NlogNlogNlogNlog,Nlog
SSSNlog
,S
8330120
181612
800
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)/S(,S min,cdcd 8330
2loglog NN
)/S(,S min,cdcd 8330
3loglog NN
Bild 7: Wöhlerlinien des Betons unter Druckbeanspruchung
1loglog NN
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Für den Nachweis des Beton- und Spannstahls sind die Wöhlerlinien nach DIN EN 1992-1-1, Absatz 6.8.4 anzusetzen.
Die Ermüdungsnachweise für Spannbetontragwerke sind sowohl für die Vorspannkraft direkt nach dem Absetzen der Presse als auch für die Vorspannkraft nach Kriechen, Schwinden und Relaxation zu führen, wenn keine genauere Berechnung über die Zeit durchgeführt wird. Dabei sind die zeitabhängigen Verlus-te infolge Kriechen, Schwinden und Relaxation nach DIN EN 1992-1-1, Absatz 3.1.4 zu berücksichtigen.
Für den Nachweis des Betons unter Druck oder Querkraftbeanspruchung sind die Wöhlerlinien für den Beton anzusetzen:
Der Wöhlerlinie nach Bild 7 liegen die folgenden Gleichungen5 zugrunde:
Für
wenn 61 Nlog dann
wenn 6Nlog 1 und dann wenn 6Nlog 1 und dann
5 Aus: CEB-FIP Model Code 1990, Bulletin d'Information No. 213/214
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Scd,max
Für den Nachweis des Beton- und Spannstahls sind die Wöhlerlinien nach DIN EN 1992-1-1, Absatz 6.8.4 anzusetzen.
Die Ermüdungsnachweise für Spannbetontragwerke sind sowohl für die Vorspannkraft direkt nach dem Absetzen der Presse als auch für die Vorspannkraft nach Kriechen, Schwinden und Relaxation zu führen, wenn keine genauere Berechnung über die Zeit durchgeführt wird. Dabei sind die zeitabhängigen Verlus-te infolge Kriechen, Schwinden und Relaxation nach DIN EN 1992-1-1, Absatz 3.1.4 zu berücksichtigen.
Für den Nachweis des Betons unter Druck oder Querkraftbeanspruchung sind die Wöhlerlinien für den Beton anzusetzen:
Der Wöhlerlinie nach Bild 7 liegen die folgenden Gleichungen5 zugrunde:
Für
wenn 61 Nlog dann
wenn 6Nlog 1 und dann wenn 6Nlog 1 und dann
5 Aus: CEB-FIP Model Code 1990, Bulletin d'Information No. 213/214
cdmin,cd
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Bild 7: Wöhlerlinien des Betons unter Druckbeanspruchung
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Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
mit
Für Windenergieanlagen mit einer nominellen Lastspielzahl Nnom = m·nR·T0 ≤ 2·109 ist ein detaillierter Nachweis für den Beton nicht erforderlich, wenn die Bedingung nach (GL 14) eingehalten ist:
Scd,max ≤ 0,40 + 0,46 · Scd,min (GL 14)
Dabei ist: Scd,min = Sd c,min c / fcd,fat Scd,max = Sd c,max c / fcd,fat Sd = 1,1 Teilsicherheitsbeiwert zur Erfassung der Ungenauigkeiten des Modells zur Spannungsbe-
rechnung c,max Betrag der maximalen Betondruckspannung unter den Einwirkungskombinationen der Grup-
pe F nach Tabelle 2 c,min Betrag der minimalen Betondruckspannung in der Druckzone an der gleichen Stelle, an der
c,max auftritt, ermittelt für den unteren Wert der Einwirkung (bei Zugspannungen ist c,min = 0 zu setzen)
c Faktor zur Berücksichtigung der ungleichmäßigen Verteilung der Betondruckspannungen
gemäß Heft 4396, Gl. (8); vereinfachend darf c = 1,0 gesetzt werden. fcd,fat Bemessungswert der Ermüdungsfestigkeit des Betons unter Druckbeanspruchung:
fcd,fat = 0,85 · βcc(t) · fck · ( 1 – fck/250 ) / c fck charakteristische Zylinderdruckfestigkeit in N/mm² c Teilsicherheitsbeiwert für Beton βcc(t) Koeffizient zur Berücksichtigung des zeitabhängigen Festigkeitsanstiegs des Betons.
βcc(t) darf bei Anwendung der vereinfachten Gleichung (GL 14) nicht größer als 1,0 ange-setzt werden, entsprechend einer zyklischen Erstbelastung in einem Betonalter ≥ 28 Tagen. Im Falle zyklischer Erstbelastung in früherem Betonalter ist βcc(t) < 1,0 zu ermitteln und beim Nachweis zu berücksichtigen; βcc(t) ist nach DIN EN 1992-1-1, Absatz 3.1.2 (6) zu bestim-men.
Grundsätzlich sind beim vereinfachten Nachweisverfahren zu untersuchen: Maximale Schwingbreite, Schwingbreite mit der größten Betondruckspannung c,max, Schwingbreite mit der kleinsten Betondruckspannung c,min, Schwingbreite mit dem größten Mittelwert der Betondruckspannung.
6 Deutscher Ausschuss für Stahlbeton (Hrsg), Heft 439 "Ermüdungsfestigkeit von Stahlbeton- und Spannbetonbau-
teilen mit Erläuterungen zu den Nachweisen gemäß CEB-FIP Model Code 1990", Ausgabe 1994, Beuth Verlag Berlin
min,cdmax,cdcd
fat,cdcmax,cSdmax.cd
fat,cdcmin,cSdmin,cd
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Für Windenergieanlagen mit einer nominellen Lastspielzahl Nnom = m·nR·T0 ≤ 2·109 ist ein detaillierter Nachweis für den Beton nicht erforderlich, wenn die Bedingung nach (GL 14) eingehalten ist:
Scd,max ≤ 0,40 + 0,46 · Scd,min (GL 14)
Dabei ist: Scd,min = Sd c,min c / fcd,fat Scd,max = Sd c,max c / fcd,fat Sd = 1,1 Teilsicherheitsbeiwert zur Erfassung der Ungenauigkeiten des Modells zur Spannungsbe-
rechnung c,max Betrag der maximalen Betondruckspannung unter den Einwirkungskombinationen der Grup-
pe F nach Tabelle 2 c,min Betrag der minimalen Betondruckspannung in der Druckzone an der gleichen Stelle, an der
c,max auftritt, ermittelt für den unteren Wert der Einwirkung (bei Zugspannungen ist c,min = 0 zu setzen)
c Faktor zur Berücksichtigung der ungleichmäßigen Verteilung der Betondruckspannungen
gemäß Heft 4396, Gl. (8); vereinfachend darf c = 1,0 gesetzt werden. fcd,fat Bemessungswert der Ermüdungsfestigkeit des Betons unter Druckbeanspruchung:
fcd,fat = 0,85 · βcc(t) · fck · ( 1 – fck/250 ) / c fck charakteristische Zylinderdruckfestigkeit in N/mm² c Teilsicherheitsbeiwert für Beton βcc(t) Koeffizient zur Berücksichtigung des zeitabhängigen Festigkeitsanstiegs des Betons.
βcc(t) darf bei Anwendung der vereinfachten Gleichung (GL 14) nicht größer als 1,0 ange-setzt werden, entsprechend einer zyklischen Erstbelastung in einem Betonalter ≥ 28 Tagen. Im Falle zyklischer Erstbelastung in früherem Betonalter ist βcc(t) < 1,0 zu ermitteln und beim Nachweis zu berücksichtigen; βcc(t) ist nach DIN EN 1992-1-1, Absatz 3.1.2 (6) zu bestim-men.
Grundsätzlich sind beim vereinfachten Nachweisverfahren zu untersuchen: Maximale Schwingbreite, Schwingbreite mit der größten Betondruckspannung c,max, Schwingbreite mit der kleinsten Betondruckspannung c,min, Schwingbreite mit dem größten Mittelwert der Betondruckspannung.
6 Deutscher Ausschuss für Stahlbeton (Hrsg), Heft 439 "Ermüdungsfestigkeit von Stahlbeton- und Spannbetonbau-
teilen mit Erläuterungen zu den Nachweisen gemäß CEB-FIP Model Code 1990", Ausgabe 1994, Beuth Verlag Berlin
min,cdmax,cdcd
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267
11.2 Nachweise in den Grenzzuständen der Gebrauchstauglichkeit 11.2.1 Einwirkungskombinationen
Für die Nachweise in den Grenzzuständen der Gebrauchstauglichkeit sind die Einwirkungen in Tabelle 2 definiert:
DLC D.1: Charakteristische (seltene) Einwirkungen
DLC D.2: Häufige Einwirkungen
DLC D.3: Quasi-ständige Einwirkungen
Diese Einwirkungen sind für die in den entsprechenden Fachnormen definierten Nachweise in Kombina-tion mit Einwirkungen aus Temperatur anzuwenden. 11.2.2 Teilsicherheitsbeiwert
Für Nachweise in den Grenzzuständen der Gebrauchstauglichkeit beträgt der Teilsicherheitsbeiwert für die Widerstandsgrößen M = 1,0. 11.2.3 Verformungsbegrenzung
Sofern aus dem Betrieb der Anlage keine besonderen Anforderungen entstehen, ist eine Begrenzung von Verformungen nicht erforderlich. 11.2.4 Spannungsbegrenzung
Bei Türmen und Fundamenten aus Spannbeton bzw. Stahlbeton sind die Betondruckspannungen für die seltene Einwirkungskombination D.1 nach Tabelle 2 auf 0,6 fck zu begrenzen. Anderenfalls sind Ersatz-maßnahmen nach DIN EN 1992-1-1, Absatz 7.2 (2) zu treffen.
Zusätzlich sind bei Türmen und Fundamenten aus Spannbeton die Betondruckspannungen unter den ständigen Einwirkungen aus Eigenlasten und Vorspannung auf 0,45 fck entsprechend DIN EN 1992-1-1, Absatz 7.2 (3) zu begrenzen.
Bei Türmen aus Spannbeton mit Verbund ist der Nachweis der Dekompression für die quasi-ständige Einwirkungskombination D.3 nach Tabelle 2 zu führen. 11.2.5 Rissbreitenbegrenzung
Der Nachweis der Rissbreitenbegrenzung ist für eine rechnerische Rissbreite von 0,2 mm zu führen. Da-bei sind für Bauteile aus Stahlbeton und Spannbeton ohne Verbund die quasi-ständige Einwirkungskom-bination D.3 nach Tabelle 2 zu verwenden, für Bauteile aus Spannbeton mit Verbund die häufigen Einwir-kungskombinationen D.2 nach Tabelle 2. Die Wärmeeinwirkungen sind nach Abschnitt 7.4.5 anzusetzen. 12 Nachweise für die Gründung
12.1 Gründungskörper
12.1.1 Sicherheitskonzept
Für Nachweise von Bauteilen aus Stahlbeton und Spannbeton sowie für Bauteile aus Stahl ist das in den Abschnitten 10, 11 und 12 beschriebene Sicherheitskonzept anzuwenden. 12.1.2 Stahleinbauteile
Stahleinbauteile sind nach Abschnitt 11.1.4 nachzuweisen. 12.1.3 Stahlbetonbauteile
Stahlbetonbauteile sind nach den Abschnitten 11.1 und 11.2.5 nachzuweisen. Die Nachweise gegen Ermüdung für den Beton, den Betonstahl, den Spannstahl und die Verbindungsmittel sind nach Ab-schnitt 11.1.5 dieser Richtlinie zu führen.
Bauteile des Gründungskörpers, die höchstens einen halben Meter in das Erdreich hineinreichen, sind mit einer Rissbreite von 0,2 mm nachzuweisen, alle übrigen mit einer Rissbreite von 0,3 mm.
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11.2 Nachweise in den Grenzzuständen der Gebrauchstauglichkeit 11.2.1 Einwirkungskombinationen
Für die Nachweise in den Grenzzuständen der Gebrauchstauglichkeit sind die Einwirkungen in Tabelle 2 definiert:
DLC D.1: Charakteristische (seltene) Einwirkungen
DLC D.2: Häufige Einwirkungen
DLC D.3: Quasi-ständige Einwirkungen
Diese Einwirkungen sind für die in den entsprechenden Fachnormen definierten Nachweise in Kombina-tion mit Einwirkungen aus Temperatur anzuwenden. 11.2.2 Teilsicherheitsbeiwert
Für Nachweise in den Grenzzuständen der Gebrauchstauglichkeit beträgt der Teilsicherheitsbeiwert für die Widerstandsgrößen M = 1,0. 11.2.3 Verformungsbegrenzung
Sofern aus dem Betrieb der Anlage keine besonderen Anforderungen entstehen, ist eine Begrenzung von Verformungen nicht erforderlich. 11.2.4 Spannungsbegrenzung
Bei Türmen und Fundamenten aus Spannbeton bzw. Stahlbeton sind die Betondruckspannungen für die seltene Einwirkungskombination D.1 nach Tabelle 2 auf 0,6 fck zu begrenzen. Anderenfalls sind Ersatz-maßnahmen nach DIN EN 1992-1-1, Absatz 7.2 (2) zu treffen.
Zusätzlich sind bei Türmen und Fundamenten aus Spannbeton die Betondruckspannungen unter den ständigen Einwirkungen aus Eigenlasten und Vorspannung auf 0,45 fck entsprechend DIN EN 1992-1-1, Absatz 7.2 (3) zu begrenzen.
Bei Türmen aus Spannbeton mit Verbund ist der Nachweis der Dekompression für die quasi-ständige Einwirkungskombination D.3 nach Tabelle 2 zu führen. 11.2.5 Rissbreitenbegrenzung
Der Nachweis der Rissbreitenbegrenzung ist für eine rechnerische Rissbreite von 0,2 mm zu führen. Da-bei sind für Bauteile aus Stahlbeton und Spannbeton ohne Verbund die quasi-ständige Einwirkungskom-bination D.3 nach Tabelle 2 zu verwenden, für Bauteile aus Spannbeton mit Verbund die häufigen Einwir-kungskombinationen D.2 nach Tabelle 2. Die Wärmeeinwirkungen sind nach Abschnitt 7.4.5 anzusetzen. 12 Nachweise für die Gründung
12.1 Gründungskörper
12.1.1 Sicherheitskonzept
Für Nachweise von Bauteilen aus Stahlbeton und Spannbeton sowie für Bauteile aus Stahl ist das in den Abschnitten 10, 11 und 12 beschriebene Sicherheitskonzept anzuwenden. 12.1.2 Stahleinbauteile
Stahleinbauteile sind nach Abschnitt 11.1.4 nachzuweisen. 12.1.3 Stahlbetonbauteile
Stahlbetonbauteile sind nach den Abschnitten 11.1 und 11.2.5 nachzuweisen. Die Nachweise gegen Ermüdung für den Beton, den Betonstahl, den Spannstahl und die Verbindungsmittel sind nach Ab-schnitt 11.1.5 dieser Richtlinie zu führen.
Bauteile des Gründungskörpers, die höchstens einen halben Meter in das Erdreich hineinreichen, sind mit einer Rissbreite von 0,2 mm nachzuweisen, alle übrigen mit einer Rissbreite von 0,3 mm.
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Nds. MBl. Nr. 10 a/2014 Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
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Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
Werden auf Fundamenten Sockel ausgeführt, so sind die Nachweise für die Spannungs- und Rissbrei-tenbegrenzung wie beim Turm zu führen (s. auch 11.2.4 und11.2.5). 12.1.4 Bemessung von Pfählen
Die innere Tragfähigkeit von Gründungspfählen ist nach den Abschnitten 12.1.2 und 12.1.3 zu ermitteln. Der Nachweis der äußeren Pfahltragfähigkeit ist nach Abschnitt 12.2.4 zu führen. 12.2 Baugrund
12.2.1 Beschaffenheit des Baugrunds
Es ist sicherzustellen, dass die Eigenschaften des Baugrunds am Standort den Anforderungen in der statischen und dynamischen Berechnung entsprechen.
Hinsichtlich der Mindestanforderungen an Umfang und Qualität geotechnischer Untersuchungen sind die Gründungen von Windenergieanlagen der Geotechnischen Kategorie 3 nach DIN EN 1997-1, Absatz 2.1 bzw. DIN 1054, Absatz A2.1.2 zuzuordnen.
Für dynamische Berechnungen sind der Steife- oder Schubmodul für Ent- und Wiederbelastungsvorgän-ge maßgebend, für statische dagegen in der Regel – sofern der Boden nicht vorbelastet ist – die Moduln für Erstbelastung. Die Bodensteifigkeit ist allgemein abhängig von der Größe der durch die Last induzier-ten Schubverzerrungen. Für sehr kleine Schubverzerrungen ist die Steifigkeit maximal und darüber hin-aus sind die Moduln für Ent-/Wiederbelastung und Erstbelastung identisch, weil Boden in diesem Bereich annähernd linear elastisch reagiert. Sie werden auch als „dynamische“ Schubmoduln bzw. Steifemoduln bezeichnet, weil bei hochfrequenten Belastungen in aller Regel entsprechend kleine Schubverzerrungen auftreten. Der für viele Bodenarten tabellierte Schubmodul Gmax für sehr kleine Dehnungen gilt allgemein nur bei hochfrequenten Belastungen. Für Gründungen von Windenergieanlagen kann – insbesondere bei Flachgründungen auf relativ kompressiblen Böden – eine Abminderung dieses Wertes erforderlich sein.
Im Baugrundgutachten sind sowohl die dynamischen Bodensteifigkeiten für sehr kleine Schubverzerrun-gen für die gesamtdynamische Berechnung als auch die statischen Bodensteifigkeiten für die Setzungs-berechnung anzugeben.
Hinweise zur Größe dynamischer Bodenkennwerte enthalten die Empfehlungen des Arbeitskreises "Bau-grunddynamik"2. 12.2.2 Sicherheitskonzept
Die Sicherheitsnachweise für den Baugrund sind nach DIN EN 1997-1 und DIN 1054:2010-12 unter Be-rücksichtigung der besonderen Festlegungen dieser Richtlinie für die Grenzzustände der Tragfähigkeit und der Gebrauchstauglichkeit zu führen. Die Beanspruchungen sind aus den charakteristischen Werten der Einwirkungen zu ermitteln, wobei nichtlineare Einflüsse nach Abschnitt 9.2.3 zu berücksichtigen sind.
Die Beanspruchungen sind im Sinne von DIN 1054, Absatz A 2.4.2.1 A(8a) als übliche dynamische Be-anspruchungen einzustufen und dürfen somit als veränderliche statische Einwirkungen berücksichtigt werden.
Bei den Nachweisen sind den Bemessungssituationen BS-P, BS-T oder BS-A nach DIN 1054, 2.2 A(4) die Einwirkungskombinationen nach Abschnitt 8 dieser Richtlinie entsprechend Tabelle 8 zuzuordnen. Die Nachweise sind mit den ungünstigsten aller Einwirkungskombinationen zu führen. Tabelle 8: Zuordnung der Einwirkungskombinationen nach DIN EN 61400-1 zu den Bemessungs-
situationen nach DIN 1054
Einwirkungskombination DLC nach DIN EN 61400-1
Bemessungssituation nach DIN EN 1997-1 bzw. DIN 1054
Lastfallgruppe N und T BS-P DLC 8.2 BS-T Lastfallgruppe A (ohne 8.2) BS-A
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Werden auf Fundamenten Sockel ausgeführt, so sind die Nachweise für die Spannungs- und Rissbrei-tenbegrenzung wie beim Turm zu führen (s. auch 11.2.4 und11.2.5). 12.1.4 Bemessung von Pfählen
Die innere Tragfähigkeit von Gründungspfählen ist nach den Abschnitten 12.1.2 und 12.1.3 zu ermitteln. Der Nachweis der äußeren Pfahltragfähigkeit ist nach Abschnitt 12.2.4 zu führen. 12.2 Baugrund
12.2.1 Beschaffenheit des Baugrunds
Es ist sicherzustellen, dass die Eigenschaften des Baugrunds am Standort den Anforderungen in der statischen und dynamischen Berechnung entsprechen.
Hinsichtlich der Mindestanforderungen an Umfang und Qualität geotechnischer Untersuchungen sind die Gründungen von Windenergieanlagen der Geotechnischen Kategorie 3 nach DIN EN 1997-1, Absatz 2.1 bzw. DIN 1054, Absatz A2.1.2 zuzuordnen.
Für dynamische Berechnungen sind der Steife- oder Schubmodul für Ent- und Wiederbelastungsvorgän-ge maßgebend, für statische dagegen in der Regel – sofern der Boden nicht vorbelastet ist – die Moduln für Erstbelastung. Die Bodensteifigkeit ist allgemein abhängig von der Größe der durch die Last induzier-ten Schubverzerrungen. Für sehr kleine Schubverzerrungen ist die Steifigkeit maximal und darüber hin-aus sind die Moduln für Ent-/Wiederbelastung und Erstbelastung identisch, weil Boden in diesem Bereich annähernd linear elastisch reagiert. Sie werden auch als „dynamische“ Schubmoduln bzw. Steifemoduln bezeichnet, weil bei hochfrequenten Belastungen in aller Regel entsprechend kleine Schubverzerrungen auftreten. Der für viele Bodenarten tabellierte Schubmodul Gmax für sehr kleine Dehnungen gilt allgemein nur bei hochfrequenten Belastungen. Für Gründungen von Windenergieanlagen kann – insbesondere bei Flachgründungen auf relativ kompressiblen Böden – eine Abminderung dieses Wertes erforderlich sein.
Im Baugrundgutachten sind sowohl die dynamischen Bodensteifigkeiten für sehr kleine Schubverzerrun-gen für die gesamtdynamische Berechnung als auch die statischen Bodensteifigkeiten für die Setzungs-berechnung anzugeben.
Hinweise zur Größe dynamischer Bodenkennwerte enthalten die Empfehlungen des Arbeitskreises "Bau-grunddynamik"2. 12.2.2 Sicherheitskonzept
Die Sicherheitsnachweise für den Baugrund sind nach DIN EN 1997-1 und DIN 1054:2010-12 unter Be-rücksichtigung der besonderen Festlegungen dieser Richtlinie für die Grenzzustände der Tragfähigkeit und der Gebrauchstauglichkeit zu führen. Die Beanspruchungen sind aus den charakteristischen Werten der Einwirkungen zu ermitteln, wobei nichtlineare Einflüsse nach Abschnitt 9.2.3 zu berücksichtigen sind.
Die Beanspruchungen sind im Sinne von DIN 1054, Absatz A 2.4.2.1 A(8a) als übliche dynamische Be-anspruchungen einzustufen und dürfen somit als veränderliche statische Einwirkungen berücksichtigt werden.
Bei den Nachweisen sind den Bemessungssituationen BS-P, BS-T oder BS-A nach DIN 1054, 2.2 A(4) die Einwirkungskombinationen nach Abschnitt 8 dieser Richtlinie entsprechend Tabelle 8 zuzuordnen. Die Nachweise sind mit den ungünstigsten aller Einwirkungskombinationen zu führen. Tabelle 8: Zuordnung der Einwirkungskombinationen nach DIN EN 61400-1 zu den Bemessungs-
situationen nach DIN 1054
Einwirkungskombination DLC nach DIN EN 61400-1
Bemessungssituation nach DIN EN 1997-1 bzw. DIN 1054
Lastfallgruppe N und T BS-P DLC 8.2 BS-T Lastfallgruppe A (ohne 8.2) BS-A
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269
12.2.3 Flachgründungen
12.2.3.1 Grenzzustand der Tragfähigkeit
Es ist der Nachweis der Grundbruchsicherheit (Grenzzustand GEO-2 gemäß DIN 1054) sowie der Nach-weis der Lage- bzw. Kippsicherheit (Grenzzustand EQU) zu erbringen. In Ausnahmefällen, z.B. wenn die Gründung auf einer Böschung oder neben einem Stützbauwerk angeordnet ist, ist ergänzend auch die Gesamtstandsicherheit (Geländebruch, Grenzzustand GEO-3 gemäß DIN 1054) nachzuweisen.
Der Nachweis der Grundbruchsicherheit ist nach DIN EN 1997-1 für die Einwirkungen der Bemessungssi-tuationen BS-P, BS-T und BS-A nach Tabelle 8 zu führen. Dabei ist gemäß DIN 1054 die Nachweisme-thode GEO-2 anzuwenden und der charakteristische Grundbruchwiderstand nach DIN 4017 zu ermitteln. Der Bemessungswert ergibt sich durch Division des charakteristischen Grundbruchwiderstands mit den Teilsicherheitsbeiwerten nach DIN 1054 A 2.4.7.6.3, Tabelle A 2.3. Der Bemessungswert der Beanspru-chungen senkrecht zur Sohlfläche ergibt sich aus der Summe der mit den zugehörigen Teilsicherheits-beiwerten multiplizierten ständigen und veränderlichen Beanspruchungen, wobei abweichend von DIN 1054 die Teilsicherheitsbeiwerte nach Tabelle 5a oder 5b dieser Richtlinie anzusetzen sind, d.h. für die ungünstig wirkenden Windlasten darf unter Beachtung der Fußnote in Tabelle 5a oder 5b ein Teilsi-cherheitsbeiwert F = 1,35 für Einwirkungskombinationen der Bemessungssituationen BS-P angesetzt werden.
Der Nachweis der Lage- bzw. Kippsicherheit des Bauwerks (Grenzzustand EQU) ist nach DIN EN 1997-1, 2.4.7.2, sowie DIN 1054, 6.5.4 A (3) unter Ansatz der Teilsicherheitsbeiwerte gemäß DIN 1054, A 2.4.7.6.1, Tabelle A 2.1 zu führen. Abweichend von DIN 1054 darf auch hier für die ungüns-tig wirkenden Windlasten unter Beachtung der Fußnote in Tabelle 5 oder Tabelle 6 ein Teilsicherheits-beiwert F = 1,35 für Einwirkungskombinationen der Bemessungssituationen BS-P angesetzt werden. 12.2.3.2 Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit
Infolge der aus den Einwirkungen der Bemessungssituationen BS-P und BS-T nach Tabelle 8 resultie-renden charakteristischen Beanspruchung in der Sohlfläche darf ein Klaffen der Sohlfuge höchstens bis zum Schwerpunkt der Sohlfläche auftreten.
Infolge der aus der Einwirkungskombination D.3 nach Tabelle 2 resultierenden charakteristischen Bean-spruchung darf in der Sohlfläche keine klaffende Fuge auftreten. 12.2.4 Pfahlgründungen (äußere Tragfähigkeit)
Der Nachweis der äußeren Pfahltragfähigkeit ist nach DIN EN 1997-1 und DIN 1054 für die Einwirkungen der Bemessungssituationen BS-P, BS-T und BS-A nach Tabelle 8 dieser Richtlinie zu führen. Gemäß DIN 1054 ist das Nachweisverfahren GEO-2 anzuwenden.
Der Bemessungswert der Pfahltragfähigkeit ergibt sich durch Division der charakteristischen Pfahltragfä-higkeit mit den Teilsicherheitsbeiwerten nach DIN 1054 A 2.4.7.6.3, Tabelle A 2.3. Der Bemessungswert der Beanspruchungen ergibt sich aus der Summe der mit den zugehörigen Teilsicherheitsbeiwerten mul-tiplizierten ständigen und veränderlichen Beanspruchungen, wobei abweichend von DIN 1054 die Teilsi-cherheitsbeiwerte nach Tabelle 5 dieser Richtlinie anzusetzen sind.
Anstelle eines Nachweises gegen Ermüdung hinsichtlich der äußeren Tragfähigkeit darf ersatzweise der Nachweis geführt werden, dass unter den charakteristischen Werten der Einwirkungskombination D.3 nach Tabelle 2 keine Zugbeanspruchungen in den Pfählen auftreten. ANMERKUNG: Zur Aufnahme von horizontalen Kräften sollten die Pfähle geneigt angeordnet werden. 13 Konstruktionsdetails
13.1 Ringflanschverbindungen bei stählernen Türmen
Ringflanschverbindungen müssen nach DIN EN 1993-1-8 kontrolliert vorgespannt werden. Die Vor-spannkraft ist auf die Regelvorspannkraft nach Fp,C* DIN EN 1993-1-8/NA zu begrenzen.
Beim Tragsicherheitsnachweis der Flanschverbindungen gilt die Anmerkung in Absatz 11.1.2 entspre-chend. Die Vorspannkraft der Schrauben braucht nicht berücksichtigt zu werden, d.h. der Tragsicher-heitsnachweis darf wie für eine nicht vorgespannte Schraubenverbindung geführt werden.
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12.2.3 Flachgründungen
12.2.3.1 Grenzzustand der Tragfähigkeit
Es ist der Nachweis der Grundbruchsicherheit (Grenzzustand GEO-2 gemäß DIN 1054) sowie der Nach-weis der Lage- bzw. Kippsicherheit (Grenzzustand EQU) zu erbringen. In Ausnahmefällen, z.B. wenn die Gründung auf einer Böschung oder neben einem Stützbauwerk angeordnet ist, ist ergänzend auch die Gesamtstandsicherheit (Geländebruch, Grenzzustand GEO-3 gemäß DIN 1054) nachzuweisen.
Der Nachweis der Grundbruchsicherheit ist nach DIN EN 1997-1 für die Einwirkungen der Bemessungssi-tuationen BS-P, BS-T und BS-A nach Tabelle 8 zu führen. Dabei ist gemäß DIN 1054 die Nachweisme-thode GEO-2 anzuwenden und der charakteristische Grundbruchwiderstand nach DIN 4017 zu ermitteln. Der Bemessungswert ergibt sich durch Division des charakteristischen Grundbruchwiderstands mit den Teilsicherheitsbeiwerten nach DIN 1054 A 2.4.7.6.3, Tabelle A 2.3. Der Bemessungswert der Beanspru-chungen senkrecht zur Sohlfläche ergibt sich aus der Summe der mit den zugehörigen Teilsicherheits-beiwerten multiplizierten ständigen und veränderlichen Beanspruchungen, wobei abweichend von DIN 1054 die Teilsicherheitsbeiwerte nach Tabelle 5a oder 5b dieser Richtlinie anzusetzen sind, d.h. für die ungünstig wirkenden Windlasten darf unter Beachtung der Fußnote in Tabelle 5a oder 5b ein Teilsi-cherheitsbeiwert F = 1,35 für Einwirkungskombinationen der Bemessungssituationen BS-P angesetzt werden.
Der Nachweis der Lage- bzw. Kippsicherheit des Bauwerks (Grenzzustand EQU) ist nach DIN EN 1997-1, 2.4.7.2, sowie DIN 1054, 6.5.4 A (3) unter Ansatz der Teilsicherheitsbeiwerte gemäß DIN 1054, A 2.4.7.6.1, Tabelle A 2.1 zu führen. Abweichend von DIN 1054 darf auch hier für die ungüns-tig wirkenden Windlasten unter Beachtung der Fußnote in Tabelle 5 oder Tabelle 6 ein Teilsicherheits-beiwert F = 1,35 für Einwirkungskombinationen der Bemessungssituationen BS-P angesetzt werden. 12.2.3.2 Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit
Infolge der aus den Einwirkungen der Bemessungssituationen BS-P und BS-T nach Tabelle 8 resultie-renden charakteristischen Beanspruchung in der Sohlfläche darf ein Klaffen der Sohlfuge höchstens bis zum Schwerpunkt der Sohlfläche auftreten.
Infolge der aus der Einwirkungskombination D.3 nach Tabelle 2 resultierenden charakteristischen Bean-spruchung darf in der Sohlfläche keine klaffende Fuge auftreten. 12.2.4 Pfahlgründungen (äußere Tragfähigkeit)
Der Nachweis der äußeren Pfahltragfähigkeit ist nach DIN EN 1997-1 und DIN 1054 für die Einwirkungen der Bemessungssituationen BS-P, BS-T und BS-A nach Tabelle 8 dieser Richtlinie zu führen. Gemäß DIN 1054 ist das Nachweisverfahren GEO-2 anzuwenden.
Der Bemessungswert der Pfahltragfähigkeit ergibt sich durch Division der charakteristischen Pfahltragfä-higkeit mit den Teilsicherheitsbeiwerten nach DIN 1054 A 2.4.7.6.3, Tabelle A 2.3. Der Bemessungswert der Beanspruchungen ergibt sich aus der Summe der mit den zugehörigen Teilsicherheitsbeiwerten mul-tiplizierten ständigen und veränderlichen Beanspruchungen, wobei abweichend von DIN 1054 die Teilsi-cherheitsbeiwerte nach Tabelle 5 dieser Richtlinie anzusetzen sind.
Anstelle eines Nachweises gegen Ermüdung hinsichtlich der äußeren Tragfähigkeit darf ersatzweise der Nachweis geführt werden, dass unter den charakteristischen Werten der Einwirkungskombination D.3 nach Tabelle 2 keine Zugbeanspruchungen in den Pfählen auftreten. ANMERKUNG: Zur Aufnahme von horizontalen Kräften sollten die Pfähle geneigt angeordnet werden. 13 Konstruktionsdetails
13.1 Ringflanschverbindungen bei stählernen Türmen
Ringflanschverbindungen müssen nach DIN EN 1993-1-8 kontrolliert vorgespannt werden. Die Vor-spannkraft ist auf die Regelvorspannkraft nach Fp,C* DIN EN 1993-1-8/NA zu begrenzen.
Beim Tragsicherheitsnachweis der Flanschverbindungen gilt die Anmerkung in Absatz 11.1.2 entspre-chend. Die Vorspannkraft der Schrauben braucht nicht berücksichtigt zu werden, d.h. der Tragsicher-heitsnachweis darf wie für eine nicht vorgespannte Schraubenverbindung geführt werden.
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270
Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
Lokale Plastizierungen (Fließgelenke im Flansch und/oder im Turmmantel) dürfen dabei berücksichtigt werden. Vereinfachend dürfen die Bauteilwiderstände für Ringflanschverbindungen mit Hilfe plastischer Versagenszustände (VZ) nach Petersen7 (VZ A und B) sowie nach Seidel8 (VZ D und E) ermittelt werden.
Beim Ermüdungssicherheitsnachweis der Flanschverbindung darf die Ermüdungsbeanspruchung der Schrauben unter Berücksichtigung der Druckvorspannung der Flansche mit Hilfe des trilinearen Modells (siehe Bild 8) nach Schmidt/Neuper9 ermittelt werden, wenn nachfolgend beschriebene Toleranzen ein-gehalten sind:
Nach Abschluss der Fertigung der einzelnen Turmsegmente darf die Ebenheitsabweichung pro Flansch einen Wert von 2,0 mm über den gesamten Umfang und max. 1,0 mm über ein Segment von 30° nicht überschreiten; wobei der Bereich an der Turmwand maßgebend ist.
Es ist durch sorgfältiges Fertigen der Flansche und ihrer Schweißverbindungen sowie durch sorgfäl-tiges Vorspannen sicherzustellen, dass die Vorspannkraft jeder einzelnen Schraube in ausreichen-dem Maße in lokale Druckvorspannung der Flanschkontaktflächen in ihrem anteiligen Bereich um-gesetzt wird.
Die Neigungen αS der Flanschaußenflächen (siehe Bild 10) darf nach dem Vorspannen den Grenz-wert 2% nicht übersteigen.
Bild 8: Schraubenkraftfunktionen vorgespannter Ringflanschverbindungen nach Schmidt/Neuper9
ANMERKUNG 1: Größere Neigungen αS vor dem Vorspannen haben keinen Einfluss auf die Ermüdungsschädi-gung, sofern sie beim Vorspannen bis unter den Grenzwert reduziert werden. Beim Nachweis der Ermüdungssicher-heit dürfen höchstens 90% der planmäßigen Vorspannkraft angesetzt werden. Grundsätzlich ist die Vorspannung der Schrauben innerhalb des 1. Halbjahres nach der Montage, frühestens aber nach der im Wartungspflichtenbuch fest-gelegten Anzahl Betriebsstunden, zu kontrollieren und ggf. Nachzuspannen. Dem Ermüdungssicherheitsnachweis ist die nichtlineare Schraubenkraftfunktion FS = f(Z) zugrunde zu legen, aus der für vorgegebene Schwingbreiten ΔZ der Turmmantelkraft die ermüdungsrelevante Schwingbreite ΔFS der Schraubenkraft abgelesen wird (siehe Bild 8).
ANMERKUNG 2: Hierfür wird anstelle der Beanspruchungskollektive ggf. die vollständige Markow- oder Rainflow-Matrix benötigt.
7 Petersen, C.: Stahlbau, 3. Auflage. Braunschweig, Wiesbaden: Vieweg, 1997 8 Seidel, M.: „Zur Bemessung geschraubter Ringflanschverbindungen von Windenergieanlagen“, Schriftenreihe des
Instituts für Stahlbau der Leibniz Universität Hannover (Heft 20). Aachen: Shaker Verlag, 2001 9 Schmidt, Herbert; Neuper, Meike: „Zum elastostatischen Tragverhalten exzentrisch gezogener L-Stöße mit vor-
gespannten Schrauben“. Verlag Ernst & Sohn, Stahlbau 66 (1997), Heft 3, S. 163-168
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Lokale Plastizierungen (Fließgelenke im Flansch und/oder im Turmmantel) dürfen dabei berücksichtigt werden. Vereinfachend dürfen die Bauteilwiderstände für Ringflanschverbindungen mit Hilfe plastischer Versagenszustände (VZ) nach Petersen7 (VZ A und B) sowie nach Seidel8 (VZ D und E) ermittelt werden.
Beim Ermüdungssicherheitsnachweis der Flanschverbindung darf die Ermüdungsbeanspruchung der Schrauben unter Berücksichtigung der Druckvorspannung der Flansche mit Hilfe des trilinearen Modells (siehe Bild 8) nach Schmidt/Neuper9 ermittelt werden, wenn nachfolgend beschriebene Toleranzen ein-gehalten sind:
Nach Abschluss der Fertigung der einzelnen Turmsegmente darf die Ebenheitsabweichung pro Flansch einen Wert von 2,0 mm über den gesamten Umfang und max. 1,0 mm über ein Segment von 30° nicht überschreiten; wobei der Bereich an der Turmwand maßgebend ist.
Es ist durch sorgfältiges Fertigen der Flansche und ihrer Schweißverbindungen sowie durch sorgfäl-tiges Vorspannen sicherzustellen, dass die Vorspannkraft jeder einzelnen Schraube in ausreichen-dem Maße in lokale Druckvorspannung der Flanschkontaktflächen in ihrem anteiligen Bereich um-gesetzt wird.
Die Neigungen αS der Flanschaußenflächen (siehe Bild 10) darf nach dem Vorspannen den Grenz-wert 2% nicht übersteigen.
Bild 8: Schraubenkraftfunktionen vorgespannter Ringflanschverbindungen nach Schmidt/Neuper9
ANMERKUNG 1: Größere Neigungen αS vor dem Vorspannen haben keinen Einfluss auf die Ermüdungsschädi-gung, sofern sie beim Vorspannen bis unter den Grenzwert reduziert werden. Beim Nachweis der Ermüdungssicher-heit dürfen höchstens 90% der planmäßigen Vorspannkraft angesetzt werden. Grundsätzlich ist die Vorspannung der Schrauben innerhalb des 1. Halbjahres nach der Montage, frühestens aber nach der im Wartungspflichtenbuch fest-gelegten Anzahl Betriebsstunden, zu kontrollieren und ggf. Nachzuspannen. Dem Ermüdungssicherheitsnachweis ist die nichtlineare Schraubenkraftfunktion FS = f(Z) zugrunde zu legen, aus der für vorgegebene Schwingbreiten ΔZ der Turmmantelkraft die ermüdungsrelevante Schwingbreite ΔFS der Schraubenkraft abgelesen wird (siehe Bild 8).
ANMERKUNG 2: Hierfür wird anstelle der Beanspruchungskollektive ggf. die vollständige Markow- oder Rainflow-Matrix benötigt.
7 Petersen, C.: Stahlbau, 3. Auflage. Braunschweig, Wiesbaden: Vieweg, 1997 8 Seidel, M.: „Zur Bemessung geschraubter Ringflanschverbindungen von Windenergieanlagen“, Schriftenreihe des
Instituts für Stahlbau der Leibniz Universität Hannover (Heft 20). Aachen: Shaker Verlag, 2001 9 Schmidt, Herbert; Neuper, Meike: „Zum elastostatischen Tragverhalten exzentrisch gezogener L-Stöße mit vor-
gespannten Schrauben“. Verlag Ernst & Sohn, Stahlbau 66 (1997), Heft 3, S. 163-168
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Lokale Plastizierungen (Fließgelenke im Flansch und/oder im Turmmantel) dürfen dabei berücksichtigt werden. Vereinfachend dürfen die Bauteilwiderstände für Ringflanschverbindungen mit Hilfe plastischer Versagenszustände (VZ) nach Petersen7 (VZ A und B) sowie nach Seidel8 (VZ D und E) ermittelt werden.
Beim Ermüdungssicherheitsnachweis der Flanschverbindung darf die Ermüdungsbeanspruchung der Schrauben unter Berücksichtigung der Druckvorspannung der Flansche mit Hilfe des trilinearen Modells (siehe Bild 8) nach Schmidt/Neuper9 ermittelt werden, wenn nachfolgend beschriebene Toleranzen ein-gehalten sind:
Nach Abschluss der Fertigung der einzelnen Turmsegmente darf die Ebenheitsabweichung pro Flansch einen Wert von 2,0 mm über den gesamten Umfang und max. 1,0 mm über ein Segment von 30° nicht überschreiten; wobei der Bereich an der Turmwand maßgebend ist.
Es ist durch sorgfältiges Fertigen der Flansche und ihrer Schweißverbindungen sowie durch sorgfäl-tiges Vorspannen sicherzustellen, dass die Vorspannkraft jeder einzelnen Schraube in ausreichen-dem Maße in lokale Druckvorspannung der Flanschkontaktflächen in ihrem anteiligen Bereich um-gesetzt wird.
Die Neigungen αS der Flanschaußenflächen (siehe Bild 10) darf nach dem Vorspannen den Grenz-wert 2% nicht übersteigen.
Bild 8: Schraubenkraftfunktionen vorgespannter Ringflanschverbindungen nach Schmidt/Neuper9
ANMERKUNG 1: Größere Neigungen αS vor dem Vorspannen haben keinen Einfluss auf die Ermüdungsschädi-gung, sofern sie beim Vorspannen bis unter den Grenzwert reduziert werden. Beim Nachweis der Ermüdungssicher-heit dürfen höchstens 90% der planmäßigen Vorspannkraft angesetzt werden. Grundsätzlich ist die Vorspannung der Schrauben innerhalb des 1. Halbjahres nach der Montage, frühestens aber nach der im Wartungspflichtenbuch fest-gelegten Anzahl Betriebsstunden, zu kontrollieren und ggf. Nachzuspannen. Dem Ermüdungssicherheitsnachweis ist die nichtlineare Schraubenkraftfunktion FS = f(Z) zugrunde zu legen, aus der für vorgegebene Schwingbreiten ΔZ der Turmmantelkraft die ermüdungsrelevante Schwingbreite ΔFS der Schraubenkraft abgelesen wird (siehe Bild 8).
ANMERKUNG 2: Hierfür wird anstelle der Beanspruchungskollektive ggf. die vollständige Markow- oder Rainflow-Matrix benötigt.
7 Petersen, C.: Stahlbau, 3. Auflage. Braunschweig, Wiesbaden: Vieweg, 1997 8 Seidel, M.: „Zur Bemessung geschraubter Ringflanschverbindungen von Windenergieanlagen“, Schriftenreihe des
Instituts für Stahlbau der Leibniz Universität Hannover (Heft 20). Aachen: Shaker Verlag, 2001 9 Schmidt, Herbert; Neuper, Meike: „Zum elastostatischen Tragverhalten exzentrisch gezogener L-Stöße mit vor-
gespannten Schrauben“. Verlag Ernst & Sohn, Stahlbau 66 (1997), Heft 3, S. 163-168
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271
Bei der Ermittlung der Schraubenkraftfunktion mit FEM sind die bei der Ausführung tolerierten Flansch-klaffungen als Imperfektionen zu berücksichtigen.
Wird ein vereinfachtes Berechnungsmodell verwendet, das nur Schraubennormalkräfte liefert, so ist der Nachweis gegen Kerbfallklasse 36* zu führen, siehe Bild 9.
Bei Nichteinhalten der in den Ausführungsunterlagen angegebenen Grenzwerte für die Flanschklaffungen sind geeignete Maßnahmen zu ergreifen, z.B. Ausfuttern der schädigungsrelevanten Klaffungshohlräume vor dem Vorspannen. Wird der Grenzwert für die Neigung αS nach dem Vorspannen überschritten, so sind anstelle der flachen Unterlegscheiben geeignete Keilscheiben ausreichender Härte einzubauen. ANMERKUNG 3: Schädigungsrelevant für die Ermüdungsbeanspruchung der Schrauben sind alle Flanschklaf-fungen k im Bereich der Turmwand (siehe Bild 10), insbesondere dann, wenn sie sich nur über einen Teil des Um-fangs erstrecken. Dabei wächst der Schädigungseinfluss mit abnehmender Erstreckungslänge lk über den Umfang, d.h. maßgebend ist das Verhältnis von k/lk.
a) L-Flansch, b) T-Flansch
Bild 9: Kerbfallklassen für Schrauben
Bild 10: Ringflanschverbindungen in stählernen Türmen
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Bei der Ermittlung der Schraubenkraftfunktion mit FEM sind die bei der Ausführung tolerierten Flansch-klaffungen als Imperfektionen zu berücksichtigen.
Wird ein vereinfachtes Berechnungsmodell verwendet, das nur Schraubennormalkräfte liefert, so ist der Nachweis gegen Kerbfallklasse 36* zu führen, siehe Bild 9.
Bei Nichteinhalten der in den Ausführungsunterlagen angegebenen Grenzwerte für die Flanschklaffungen sind geeignete Maßnahmen zu ergreifen, z.B. Ausfuttern der schädigungsrelevanten Klaffungshohlräume vor dem Vorspannen. Wird der Grenzwert für die Neigung αS nach dem Vorspannen überschritten, so sind anstelle der flachen Unterlegscheiben geeignete Keilscheiben ausreichender Härte einzubauen. ANMERKUNG 3: Schädigungsrelevant für die Ermüdungsbeanspruchung der Schrauben sind alle Flanschklaf-fungen k im Bereich der Turmwand (siehe Bild 10), insbesondere dann, wenn sie sich nur über einen Teil des Um-fangs erstrecken. Dabei wächst der Schädigungseinfluss mit abnehmender Erstreckungslänge lk über den Umfang, d.h. maßgebend ist das Verhältnis von k/lk.
a) L-Flansch, b) T-Flansch
Bild 9: Kerbfallklassen für Schrauben
Bild 10: Ringflanschverbindungen in stählernen Türmen
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Nds. MBl. Nr. 10 a/2014 Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
272
Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
13.2 Öffnungen in der Wand von Stahlrohrtürmen
Im Allgemeinen muss die Beulsicherheit der Turmwand im Öffnungsbereich mit Hilfe von Finite-Elemente-Analysen nachgewiesen werden. Es ist ein „Numerisch gestützter Beulsicherheitsnachweis mittels globaler MNA- und LBA-Berechnung“ nach DIN EN 1993-1-6, 8.6, zu führen. Dabei ist der ideale Beulwiderstand Rcr aus einer geometrisch nichtlinearen elastischen Berechnung (GNA) zu ermitteln. Bei der Festlegung der maßgebenden Stelle für die Ermittlung des plastischen Referenzwiderstandes FRpl darf der engere Bereich um die Öffnung herum unberücksichtigt bleiben; dieser engere Bereich darf nicht breiter als 2 (r·t)0,5 angesetzt werden.
Im Bereich umlaufend randversteifter Öffnungen ohne vorgebundene Längssteifen ("Kragensteifen", sie-he Bild 11 a) darf der Beulsicherheitsnachweis vereinfacht wie für eine ungeschwächte Turmwand geführt werden, wenn anstelle der Bemessungsbeulspannungen nach DIN EN 1993-1-6 die reduzierte Bemes-sungsbeulspannung nach Gleichung (GL 14) verwendet wird:
(GL 15)
Dabei ist:
Bemessungsbeulspannung nach DIN EN 1993-1-6 C1 Reduktionsfaktor gemäß Gleichung (GL 15) zur Erfassung des Öffnungseinflusses.
C1 = A1–B1·(r/t) (GL 16) mit A1 und B1 nach Tabelle 9 Tabelle 9: Beiwerte für Gleichung (GL 15)
Festigkeitsklasse S 235 S 355 Öffnungswinkel A1 B1 A1 B1
= 20° 1,00 0,0019 0,95 0,0021 = 30° 0,90 0.0019 0,85 0,0021 = 60° 0,75 0,0022 0,70 0,0024
ist der Öffnungswinkel in Umfangsrichtung Die vorstehenden Regeln sind gültig für Turmwände mit (r/t) ≤ 160, Öffnungswinkel ≤ 60°, Öffnungsmaße h1 / b1 ≤ 3, sowie für Öffnungsrandsteifen, die mit konstantem Querschnitt um die ganze Öffnung laufen, deren Querschnittsfläche mindestens einem Drittel der Öffnungsfehlfläche entspricht, deren Quer-
schnitt an den Öffnungslängsrändern mittig zur Wandmittelfläche angeordnet ist (siehe Bild 11b) und deren Querschnittsteile die maximalen c/t-Verhältnisse nach DIN EN 1993-1-1, Tabelle 5.2 für die
Querschnittsklassen 2 unterschreiten.
ECRd,x
ECRd,x1d,R,xS C
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13.2 Öffnungen in der Wand von Stahlrohrtürmen
Im Allgemeinen muss die Beulsicherheit der Turmwand im Öffnungsbereich mit Hilfe von Finite-Elemente-Analysen nachgewiesen werden. Es ist ein „Numerisch gestützter Beulsicherheitsnachweis mittels globaler MNA- und LBA-Berechnung“ nach DIN EN 1993-1-6, 8.6, zu führen. Dabei ist der ideale Beulwiderstand Rcr aus einer geometrisch nichtlinearen elastischen Berechnung (GNA) zu ermitteln. Bei der Festlegung der maßgebenden Stelle für die Ermittlung des plastischen Referenzwiderstandes FRpl darf der engere Bereich um die Öffnung herum unberücksichtigt bleiben; dieser engere Bereich darf nicht breiter als 2 (r·t)0,5 angesetzt werden.
Im Bereich umlaufend randversteifter Öffnungen ohne vorgebundene Längssteifen ("Kragensteifen", sie-he Bild 11 a) darf der Beulsicherheitsnachweis vereinfacht wie für eine ungeschwächte Turmwand geführt werden, wenn anstelle der Bemessungsbeulspannungen nach DIN EN 1993-1-6 die reduzierte Bemes-sungsbeulspannung nach Gleichung (GL 14) verwendet wird:
(GL 15)
Dabei ist:
Bemessungsbeulspannung nach DIN EN 1993-1-6 C1 Reduktionsfaktor gemäß Gleichung (GL 15) zur Erfassung des Öffnungseinflusses.
C1 = A1–B1·(r/t) (GL 16) mit A1 und B1 nach Tabelle 9 Tabelle 9: Beiwerte für Gleichung (GL 15)
Festigkeitsklasse S 235 S 355 Öffnungswinkel A1 B1 A1 B1
= 20° 1,00 0,0019 0,95 0,0021 = 30° 0,90 0.0019 0,85 0,0021 = 60° 0,75 0,0022 0,70 0,0024
ist der Öffnungswinkel in Umfangsrichtung Die vorstehenden Regeln sind gültig für Turmwände mit (r/t) ≤ 160, Öffnungswinkel ≤ 60°, Öffnungsmaße h1 / b1 ≤ 3, sowie für Öffnungsrandsteifen, die mit konstantem Querschnitt um die ganze Öffnung laufen, deren Querschnittsfläche mindestens einem Drittel der Öffnungsfehlfläche entspricht, deren Quer-
schnitt an den Öffnungslängsrändern mittig zur Wandmittelfläche angeordnet ist (siehe Bild 11b) und deren Querschnittsteile die maximalen c/t-Verhältnisse nach DIN EN 1993-1-1, Tabelle 5.2 für die
Querschnittsklassen 2 unterschreiten.
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13.3 Scherbeanspruchte Schraubenverbindungen
Schraubenverbindungen bei Anschlüssen und Stößen von Bauteilen des Haupttragwerkes müssen als Scher-Lochleibungs-Passverbindungen (SLP, SLVP) oder als gleitfest planmäßig vorgespannte Verbin-dungen (GV, GVP) ausgeführt werden.
Bei SLP- und SLVP-Verbindungen sind für die gelochten Bauteile und die Schrauben die Nachweise nach den Abschnitten 11.1.2 und 11.1.4 zu führen.
Bei GV- und GVP-Verbindungen ist nachzuweisen, dass im Grenzzustand der Tragsicherheit die maxi-male auf eine Schraube in einer Scherfuge entfallene Kraft die Grenzgleitkraft nach Gleichung (GL 16) nicht überschreitet:
(GL 17)
Dies gilt im Allgemeinen nicht für geschraubte Ringflanschverbindungen. Dabei ist: Fp,C* Regel-Vorspannkraft nach DIN EN 1993-1-8/NA Tabelle A.1 und A.2
Diese Vorspannkraft ist durch Überprüfung und ggf. Nachspannen innerhalb des 1. Halbjahres nach der Montage, jedoch nicht unmittelbar nach Inbetriebnahme, sicherzu-stellen.
Bild 11: Öffnungen in der Wand von Stahlrohrtürmen
*C,p3,M
Rd,s F9,0F
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13.3 Scherbeanspruchte Schraubenverbindungen
Schraubenverbindungen bei Anschlüssen und Stößen von Bauteilen des Haupttragwerkes müssen als Scher-Lochleibungs-Passverbindungen (SLP, SLVP) oder als gleitfest planmäßig vorgespannte Verbin-dungen (GV, GVP) ausgeführt werden.
Bei SLP- und SLVP-Verbindungen sind für die gelochten Bauteile und die Schrauben die Nachweise nach den Abschnitten 11.1.2 und 11.1.4 zu führen.
Bei GV- und GVP-Verbindungen ist nachzuweisen, dass im Grenzzustand der Tragsicherheit die maxi-male auf eine Schraube in einer Scherfuge entfallene Kraft die Grenzgleitkraft nach Gleichung (GL 16) nicht überschreitet:
(GL 17)
Dies gilt im Allgemeinen nicht für geschraubte Ringflanschverbindungen. Dabei ist: Fp,C* Regel-Vorspannkraft nach DIN EN 1993-1-8/NA Tabelle A.1 und A.2
Diese Vorspannkraft ist durch Überprüfung und ggf. Nachspannen innerhalb des 1. Halbjahres nach der Montage, jedoch nicht unmittelbar nach Inbetriebnahme, sicherzu-stellen.
Bild 11: Öffnungen in der Wand von Stahlrohrtürmen
*C,p3,M
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0,5 Reibungszahl für die Ausführung der Kontaktflächen nach DIN EN 1993-1-8, Tabelle 3.7
oder durch Versuche nach Bezugsnormengruppe 7 in DIN EN 1993-1-8, Absatz 1.2.7 (Ver-weis auf DIN EN 1090-2) für die jeweilige Reiboberfläche zu ermitteln
M,3 = 1,25 Sicherheitsbeiwert bei Einwirkungskombinationen der Gruppe N und den Betriebsbedingun-
gen 1 bis 4 nach DIN EN 61400-1 M,3 = 1,1 Sicherheitsbeiwert bei allen anderen Einwirkungskombinationen ANMERKUNG 1: Bei Passverbindungen mit feuerverzinkten Bauteilen sind spezielle Korrosionsschutzmaßnah-men zu treffen.
Außerdem sind die Nachweise der Tragsicherheit für die gelochten Bauteile und die Schrauben hinsicht-lich Abscheren und Lochleibung zu führen. ANMERKUNG 2: Durch diese Nachweise ist der Nachweis der Ermüdungssicherheit abgedeckt. 13.4 Stahlsortenauswahl
13.4.1 Einwirkungen für die Wahl der Stahlsorte
Das Auftreten der niedrigsten Bauteiltemperatur entspricht einer "außergewöhnlichen" Bemessungssitua-tion, d.h. die Schnittgrößen zur Bestimmung der maßgebenden Spannungen sind mit dem Lastfall D.2 (häufige Lasten) zu bestimmen, siehe auch DIN EN 1993-1-10, Absatz 2.2 (4).
Windenergieanlagen sind für die Ermittlung der Bezugstemperatur TEd wie Brücken einzuordnen. Gemäß DIN EN 1993-1-10/NA kann damit angesetzt werden:
TEd = -30°C
Temperaturverschiebungen infolge Kaltumformung und erhöhter Dehnungsgeschwindigkeit können i.A. vernachlässigt werden.
Der Teilsicherheitsbeiwert der Einwirkungen ist jeweils γF = 1,0.
Das maßgebende Spannungsniveau σEd ist als Nennspannung im maßgebenden Querschnitt und Trag-werksteil an der Stelle der erwarteten Rissentstehung (z.B. in umlaufenden Kragenversteifungen) zu er-mitteln. In der Anwendung kommt der anerkannte Stand der Technik zum Tragen, nach dem Spannungs-überhöhungen an Öffnungen und Turmkopf (und ggf. anderen relevanten Strukturdetails) nicht gesondert berücksichtigt werden. 13.4.2 Maßgebende Erzeugnisdicke bei Ringflanschverbindungen
Die maßgebende Erzeugnisdicke ist für Ringflansche wie folgt zu wählen:
Bei Ringflanschen mit Ansatz (Vorschweißflansch) die Blechdicke der anschließenden Turmwand (b gemäß Bild 12); der Abstand vom Schweißnahtübergang einschließlich des Übergangsradius (l + r gemäß Bild 12) muss dabei mindestens der halben anschließenden Blechdicke entsprechen, an-sonsten ist der Flansch als "ohne Ansatz" zu bewerten.
Zusätzlich ist bei geschweißten Ringflanschen die Erzeugnisdicke des Flansches (tges gemäß Bild 12) mit dem Spannungsniveau σEd = 0,25·fy(t) zu bewerten. Dieser zusätzliche Nachweis darf für nahtlos herge-stellte oder mit Abbrennstumpf-Verfahren geschweißte Ringflansche entfallen.
Bei Ringflanschen ohne Ansatz die Dicke (tf = tges gemäß Bild 12) des Ringflansches. 13.4.3 Auswahl der Stahlsorten im Hinblick auf Eigenschaften in Dickenrichtung
Bei Blechen, die quer zur Erzeugungsrichtung beansprucht werden, ist eine Z-Güte nach DIN EN 1993-1-10, Kapitel 3, nachzuweisen.
Bei aus Blechen hergestellten Flanschen (Blechdicke = Flanschhöhe tf bzw. tges gemäß Bild 12) kann ein Vorschweißflansch hierbei nur dann günstig wirkend angesetzt werden, wenn der Abstand vom Schweiß-nahtübergang zum Auslauf des Übergangsradius (l gemäß Bild 12) dabei mindestens der halben an-schließenden Blechdicke (b gemäß Bild 12) entspricht.
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0,5 Reibungszahl für die Ausführung der Kontaktflächen nach DIN EN 1993-1-8, Tabelle 3.7
oder durch Versuche nach Bezugsnormengruppe 7 in DIN EN 1993-1-8, Absatz 1.2.7 (Ver-weis auf DIN EN 1090-2) für die jeweilige Reiboberfläche zu ermitteln
M,3 = 1,25 Sicherheitsbeiwert bei Einwirkungskombinationen der Gruppe N und den Betriebsbedingun-
gen 1 bis 4 nach DIN EN 61400-1 M,3 = 1,1 Sicherheitsbeiwert bei allen anderen Einwirkungskombinationen ANMERKUNG 1: Bei Passverbindungen mit feuerverzinkten Bauteilen sind spezielle Korrosionsschutzmaßnah-men zu treffen.
Außerdem sind die Nachweise der Tragsicherheit für die gelochten Bauteile und die Schrauben hinsicht-lich Abscheren und Lochleibung zu führen. ANMERKUNG 2: Durch diese Nachweise ist der Nachweis der Ermüdungssicherheit abgedeckt. 13.4 Stahlsortenauswahl
13.4.1 Einwirkungen für die Wahl der Stahlsorte
Das Auftreten der niedrigsten Bauteiltemperatur entspricht einer "außergewöhnlichen" Bemessungssitua-tion, d.h. die Schnittgrößen zur Bestimmung der maßgebenden Spannungen sind mit dem Lastfall D.2 (häufige Lasten) zu bestimmen, siehe auch DIN EN 1993-1-10, Absatz 2.2 (4).
Windenergieanlagen sind für die Ermittlung der Bezugstemperatur TEd wie Brücken einzuordnen. Gemäß DIN EN 1993-1-10/NA kann damit angesetzt werden:
TEd = -30°C
Temperaturverschiebungen infolge Kaltumformung und erhöhter Dehnungsgeschwindigkeit können i.A. vernachlässigt werden.
Der Teilsicherheitsbeiwert der Einwirkungen ist jeweils γF = 1,0.
Das maßgebende Spannungsniveau σEd ist als Nennspannung im maßgebenden Querschnitt und Trag-werksteil an der Stelle der erwarteten Rissentstehung (z.B. in umlaufenden Kragenversteifungen) zu er-mitteln. In der Anwendung kommt der anerkannte Stand der Technik zum Tragen, nach dem Spannungs-überhöhungen an Öffnungen und Turmkopf (und ggf. anderen relevanten Strukturdetails) nicht gesondert berücksichtigt werden. 13.4.2 Maßgebende Erzeugnisdicke bei Ringflanschverbindungen
Die maßgebende Erzeugnisdicke ist für Ringflansche wie folgt zu wählen:
Bei Ringflanschen mit Ansatz (Vorschweißflansch) die Blechdicke der anschließenden Turmwand (b gemäß Bild 12); der Abstand vom Schweißnahtübergang einschließlich des Übergangsradius (l + r gemäß Bild 12) muss dabei mindestens der halben anschließenden Blechdicke entsprechen, an-sonsten ist der Flansch als "ohne Ansatz" zu bewerten.
Zusätzlich ist bei geschweißten Ringflanschen die Erzeugnisdicke des Flansches (tges gemäß Bild 12) mit dem Spannungsniveau σEd = 0,25·fy(t) zu bewerten. Dieser zusätzliche Nachweis darf für nahtlos herge-stellte oder mit Abbrennstumpf-Verfahren geschweißte Ringflansche entfallen.
Bei Ringflanschen ohne Ansatz die Dicke (tf = tges gemäß Bild 12) des Ringflansches. 13.4.3 Auswahl der Stahlsorten im Hinblick auf Eigenschaften in Dickenrichtung
Bei Blechen, die quer zur Erzeugungsrichtung beansprucht werden, ist eine Z-Güte nach DIN EN 1993-1-10, Kapitel 3, nachzuweisen.
Bei aus Blechen hergestellten Flanschen (Blechdicke = Flanschhöhe tf bzw. tges gemäß Bild 12) kann ein Vorschweißflansch hierbei nur dann günstig wirkend angesetzt werden, wenn der Abstand vom Schweiß-nahtübergang zum Auslauf des Übergangsradius (l gemäß Bild 12) dabei mindestens der halben an-schließenden Blechdicke (b gemäß Bild 12) entspricht.
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Bei aus Blechen hergestellten Flanschen, die längs zur Erzeugungsrichtung beansprucht werden (Blech-dicke = Flanschbreite bges gemäß Bild 12), sowie bei Flanschen, die aus einem nahtlos gewalzten Ring oder aus einem allseitig gewalzten Stab hergestellt werden, braucht eine Z-Güte nach DIN EN 1993-1-10 nicht nachgewiesen zu werden.
tf Flanschdicke tges Gesamte Flanschdicke einschließlich Vorschweißflansch bges Flanschbreite r Übergangsradius c Flankenhöhe der Schweißnahtvorbereitung b Ansatzdicke (in der Regel gleich der Blechdicke des anschließenden Bleches) l Abstand vom Übergangsradius zur Schweißnahtvorbereitung (= tges - tf - r - c) 14 Bauabnahme und Inbetriebnahme
Vor Inbetriebnahme ist im Rahmen der Bauüberwachung und/oder Bauzustandsbesichtigung seitens der zuständigen Bauaufsicht oder des Prüfingenieurs zu bescheinigen, dass die Windenergieanlage nach den geprüften bautechnischen Unterlagen errichtet worden ist. Der Umfang der Maßnahmen zur Über-prüfung und Überwachung kann den „Empfehlungen für die Bauüberwachung von Windenergieanlagen“ des Bauüberwachungsvereins BÜV entnommen werden. Die Abnahme der Maschine ist nicht Gegen-stand dieser Empfehlungen und erfolgt auf der Grundlage der gutachterlichen Stellungnahmen zur Maschine (siehe Abschnitt 3, Ziff. I).
Gegebenenfalls sind Bauüberwachung und Prüfungen durch Sachverständigen-Organisationen nach VAwS auf der Grundlage der gutachterlichen Stellungnahme zum anlagenbezogenen Gewässerschutz zu beachten (siehe Abschnitt 3 Ziff. I). 15 Wiederkehrende Prüfungen 15.1 Allgemeines
Wiederkehrende Prüfungen sind in regelmäßigen Intervallen durch Sachverständige an Maschine und Rotorblättern sowie an der Tragstruktur (Turm und zugängliche Bereiche der Fundamente) durchzufüh-ren. Die Prüfintervalle hierfür ergeben sich aus den gutachterlichen Stellungnahmen zur Maschine (siehe Abschnitt 3, Ziff. I). Sie betragen höchstens 2 Jahre, dürfen jedoch auf vier Jahre verlängert werden, wenn durch von der Herstellerfirma autorisierte Sachkundige eine laufende (mindestens jährliche) Über-wachung und Wartung der Windenergieanlage durchgeführt wird.
Bild 12: Flanschbezeichnungen am Beispiel. eines L-Flansches
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Bei aus Blechen hergestellten Flanschen, die längs zur Erzeugungsrichtung beansprucht werden (Blech-dicke = Flanschbreite bges gemäß Bild 12), sowie bei Flanschen, die aus einem nahtlos gewalzten Ring oder aus einem allseitig gewalzten Stab hergestellt werden, braucht eine Z-Güte nach DIN EN 1993-1-10 nicht nachgewiesen zu werden.
tf Flanschdicke tges Gesamte Flanschdicke einschließlich Vorschweißflansch bges Flanschbreite r Übergangsradius c Flankenhöhe der Schweißnahtvorbereitung b Ansatzdicke (in der Regel gleich der Blechdicke des anschließenden Bleches) l Abstand vom Übergangsradius zur Schweißnahtvorbereitung (= tges - tf - r - c) 14 Bauabnahme und Inbetriebnahme
Vor Inbetriebnahme ist im Rahmen der Bauüberwachung und/oder Bauzustandsbesichtigung seitens der zuständigen Bauaufsicht oder des Prüfingenieurs zu bescheinigen, dass die Windenergieanlage nach den geprüften bautechnischen Unterlagen errichtet worden ist. Der Umfang der Maßnahmen zur Über-prüfung und Überwachung kann den „Empfehlungen für die Bauüberwachung von Windenergieanlagen“ des Bauüberwachungsvereins BÜV entnommen werden. Die Abnahme der Maschine ist nicht Gegen-stand dieser Empfehlungen und erfolgt auf der Grundlage der gutachterlichen Stellungnahmen zur Maschine (siehe Abschnitt 3, Ziff. I).
Gegebenenfalls sind Bauüberwachung und Prüfungen durch Sachverständigen-Organisationen nach VAwS auf der Grundlage der gutachterlichen Stellungnahme zum anlagenbezogenen Gewässerschutz zu beachten (siehe Abschnitt 3 Ziff. I). 15 Wiederkehrende Prüfungen 15.1 Allgemeines
Wiederkehrende Prüfungen sind in regelmäßigen Intervallen durch Sachverständige an Maschine und Rotorblättern sowie an der Tragstruktur (Turm und zugängliche Bereiche der Fundamente) durchzufüh-ren. Die Prüfintervalle hierfür ergeben sich aus den gutachterlichen Stellungnahmen zur Maschine (siehe Abschnitt 3, Ziff. I). Sie betragen höchstens 2 Jahre, dürfen jedoch auf vier Jahre verlängert werden, wenn durch von der Herstellerfirma autorisierte Sachkundige eine laufende (mindestens jährliche) Über-wachung und Wartung der Windenergieanlage durchgeführt wird.
Bild 12: Flanschbezeichnungen am Beispiel. eines L-Flansches
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15.2 Umfang der Wiederkehrenden Prüfung
Die Maschine einschließlich der elektrotechnischen Einrichtungen des Betriebsführungs- und Sicher-heitssystems sowie der Rotorblätter ist im Hinblick auf einen mängelfreien Zustand zu untersuchen. Da-bei müssen die Prüfungen nach den Vorgaben in dem begutachteten Wartungspflichtenbuch und ggf. weiteren Auflagen in den übrigen Gutachten durchgeführt werden (siehe Abschnitt 3, Ziff. I).
Es ist sicherzustellen, dass die sicherheitsrelevanten Grenzwerte entsprechend den begutachteten Aus-führungsunterlagen eingehalten werden.
Für den Turm und das Fundament (Fundamentkeller und Sockel) ist mindestens eine Sichtprüfung durchzuführen, wobei die einzelnen Bauteile aus unmittelbarer Nähe zu untersuchen sind.
Es ist zu prüfen, ob die Turmkonstruktion im Hinblick auf die Standsicherheit Schäden (z.B. Korrosion, Risse, Abplatzungen in den tragenden Stahl- bzw. Betonkonstruktionen) oder unzulässige Veränderun-gen gegenüber der genehmigten Ausführung (z.B. bezüglich der Vorspannung der Schrauben, der zuläs-sigen Schiefstellung, der erforderlichen Erdauflast auf dem Fundament) aufweist.
Bei planmäßig vorgespannten Schrauben ist mindestens eine Sicht- und Lockerheitskontrolle durchzufüh-ren. 15.3 Unterlagen der zu prüfenden Windenergieanlage
Für die Wiederkehrende Prüfung sind mindestens die folgenden Unterlagen einzusehen: Wartungspflichtenbuch Prüfberichte der bautechnischen Unterlagen für Turm und Gründung Maschinengutachten Auflagen im Lastgutachten Auflagen im Bodengutachten Baugenehmigungsunterlagen Bedienungsanleitung Inbetriebnahmeprotokoll Berichte der früheren Wiederkehrenden Prüfungen und der Überwachungen und Wartungen Dokumentation von Änderungen und ggf. Reparaturen an der Anlage und ggf. Genehmigungen 15.4 Maßnahmen
15.4.1 Reparaturen
Für die vom Sachverständigen festgestellten Mängel ist ein Zeitrahmen für eine fachgerechte Reparatur vorzugeben.
Die Reparatur muss vom Hersteller der Windenergieanlage, von einer vom Hersteller autorisierten oder von einer auf diesem Gebiet spezialisierten Fachfirma, die über alle notwendigen Kenntnisse, Unterlagen und Hilfsmittel verfügt, durchgeführt werden. 15.4.2 Außerbetriebnahme und Wiederinbetriebnahme
Bei Mängeln, die die Standsicherheit der Windenergieanlage ganz oder teilweise gefährden oder durch die unmittelbare Gefahren von der Maschine und den Rotorblättern ausgehen können, ist die Anlage unverzüglich außer Betrieb zu setzen.
Die Wiederinbetriebnahme nach Beseitigung der Mängel setzt die Freigabe durch den Sachverständigen voraus.
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15.2 Umfang der Wiederkehrenden Prüfung
Die Maschine einschließlich der elektrotechnischen Einrichtungen des Betriebsführungs- und Sicher-heitssystems sowie der Rotorblätter ist im Hinblick auf einen mängelfreien Zustand zu untersuchen. Da-bei müssen die Prüfungen nach den Vorgaben in dem begutachteten Wartungspflichtenbuch und ggf. weiteren Auflagen in den übrigen Gutachten durchgeführt werden (siehe Abschnitt 3, Ziff. I).
Es ist sicherzustellen, dass die sicherheitsrelevanten Grenzwerte entsprechend den begutachteten Aus-führungsunterlagen eingehalten werden.
Für den Turm und das Fundament (Fundamentkeller und Sockel) ist mindestens eine Sichtprüfung durchzuführen, wobei die einzelnen Bauteile aus unmittelbarer Nähe zu untersuchen sind.
Es ist zu prüfen, ob die Turmkonstruktion im Hinblick auf die Standsicherheit Schäden (z.B. Korrosion, Risse, Abplatzungen in den tragenden Stahl- bzw. Betonkonstruktionen) oder unzulässige Veränderun-gen gegenüber der genehmigten Ausführung (z.B. bezüglich der Vorspannung der Schrauben, der zuläs-sigen Schiefstellung, der erforderlichen Erdauflast auf dem Fundament) aufweist.
Bei planmäßig vorgespannten Schrauben ist mindestens eine Sicht- und Lockerheitskontrolle durchzufüh-ren. 15.3 Unterlagen der zu prüfenden Windenergieanlage
Für die Wiederkehrende Prüfung sind mindestens die folgenden Unterlagen einzusehen: Wartungspflichtenbuch Prüfberichte der bautechnischen Unterlagen für Turm und Gründung Maschinengutachten Auflagen im Lastgutachten Auflagen im Bodengutachten Baugenehmigungsunterlagen Bedienungsanleitung Inbetriebnahmeprotokoll Berichte der früheren Wiederkehrenden Prüfungen und der Überwachungen und Wartungen Dokumentation von Änderungen und ggf. Reparaturen an der Anlage und ggf. Genehmigungen 15.4 Maßnahmen
15.4.1 Reparaturen
Für die vom Sachverständigen festgestellten Mängel ist ein Zeitrahmen für eine fachgerechte Reparatur vorzugeben.
Die Reparatur muss vom Hersteller der Windenergieanlage, von einer vom Hersteller autorisierten oder von einer auf diesem Gebiet spezialisierten Fachfirma, die über alle notwendigen Kenntnisse, Unterlagen und Hilfsmittel verfügt, durchgeführt werden. 15.4.2 Außerbetriebnahme und Wiederinbetriebnahme
Bei Mängeln, die die Standsicherheit der Windenergieanlage ganz oder teilweise gefährden oder durch die unmittelbare Gefahren von der Maschine und den Rotorblättern ausgehen können, ist die Anlage unverzüglich außer Betrieb zu setzen.
Die Wiederinbetriebnahme nach Beseitigung der Mängel setzt die Freigabe durch den Sachverständigen voraus.
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15.5 Dokumentation
Das Ergebnis der Wiederkehrenden Prüfung ist in einem Bericht festzuhalten, der mindestens die folgen-den Informationen enthalten muss: Prüfender Sachverständiger Hersteller, Typ und Seriennummer der Windenergieanlage sowie der Hauptbestandteile (Rotorblät-
ter, Getriebe, Generator, Turm) Standort und Betreiber der Windenergieanlage Gesamtbetriebsstunden Windgeschwindigkeit und Temperatur am Tag der Prüfung Anwesende bei der Prüfung Beschreibung des Prüfungsumfanges Prüfergebnis und ggf. Auflagen
Über durchgeführte Reparaturen aufgrund von standsicherheitsrelevanten Auflagen ist ein Bericht anzu-fertigen.
Diese Dokumentation ist vom Betreiber über die gesamte Nutzungsdauer der Windenergieanlage aufzu-bewahren. 16 Standorteignung von Windenergieanlagen
Vorraussetzung für eine Prüfung der Standorteignung ist, dass für die Anlage eine Typenprüfung bzw. eine Einzelprüfung vorliegt. 16.1 Bestehende Anlagen im Falle einer Parkerweiterung/Parkänderung
Für bestehende Anlagen, die nach DIBt 1995 oder DIBt 2004 errichtet wurden, darf im Falle einer Park-änderung der Nachweis der Standorteignung auch weiterhin nach dem Verfahren DIBt 2004 geführt wer-den. 16.2 Neuanlagen
Für den Nachweis der Standorteignung von Windenergieanlagen in Windparks wird das folgende Verfah-ren alternativ zur DIN EN 61400-1:2006 empfohlen. Der Ermittlung der Standortbedingungen ist eine Standortbesichtigung zu Grunde zu legen. Anwendung sollten hierbei einschlägige Richtlinien finden. a. Folgende Angaben auf Nabenhöhe werden für einen Nachweis der Standorteignung benötigt:
i. Mittlere Windgeschwindigkeit (vave) ii. Formparameter der Weibull-Funktion (k) iii. Mittlerer Höhenexponent (α) iv. Mittlere Luftdichte (ρ) v. Mittlere Turbulenzintensität sowie die Standardabweichung der Turbulenzintensität bei 15 m/s
(zur Ermittlung der charakteristischen oder repräsentativen Turbulenzintensität). vi. 50-Jahres-Windgeschwindigkeit (vb,0) gemäß Windzonenkarten bzw. ermittelt z.B. nach Gumbel-
Methode10, sofern erforderlich (dies ist z.B. der Fall, wenn die Anlage in einer höheren Windzone als in der Typenprüfung bzw. Einzelprüfung abgedeckt errichtet werden soll)
vii. Windrichtungsverteilung der zu betrachtenden Anlagen b. Anhand der in 16.2.a genannten Angaben wird ein vereinfachter Vergleich durchgeführt. Werden die
folgenden Bedingungen erfüllt, kann die Standorteignung der WEA bestätigt werden. i. Vergleich mittlere Windgeschwindigkeit
(1) Mittlere Windgeschwindigkeit am Standort ist um mindestens 5% kleiner als gemäß Typen-/Einzelprüfung oder
(2) Mittlere Windgeschwindigkeit am Standort ist kleiner als gemäß Typen-/Einzelprüfung und Formparameter k der Weibull-Funktion ist größer gleich 2.
10 European Wind Turbines Standards II oder Harris I, “Gumbel revisited: A new look at extreme value statistics applied to wind
speeds”, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 59, 1996
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15.5 Dokumentation
Das Ergebnis der Wiederkehrenden Prüfung ist in einem Bericht festzuhalten, der mindestens die folgen-den Informationen enthalten muss: Prüfender Sachverständiger Hersteller, Typ und Seriennummer der Windenergieanlage sowie der Hauptbestandteile (Rotorblät-
ter, Getriebe, Generator, Turm) Standort und Betreiber der Windenergieanlage Gesamtbetriebsstunden Windgeschwindigkeit und Temperatur am Tag der Prüfung Anwesende bei der Prüfung Beschreibung des Prüfungsumfanges Prüfergebnis und ggf. Auflagen
Über durchgeführte Reparaturen aufgrund von standsicherheitsrelevanten Auflagen ist ein Bericht anzu-fertigen.
Diese Dokumentation ist vom Betreiber über die gesamte Nutzungsdauer der Windenergieanlage aufzu-bewahren. 16 Standorteignung von Windenergieanlagen
Vorraussetzung für eine Prüfung der Standorteignung ist, dass für die Anlage eine Typenprüfung bzw. eine Einzelprüfung vorliegt. 16.1 Bestehende Anlagen im Falle einer Parkerweiterung/Parkänderung
Für bestehende Anlagen, die nach DIBt 1995 oder DIBt 2004 errichtet wurden, darf im Falle einer Park-änderung der Nachweis der Standorteignung auch weiterhin nach dem Verfahren DIBt 2004 geführt wer-den. 16.2 Neuanlagen
Für den Nachweis der Standorteignung von Windenergieanlagen in Windparks wird das folgende Verfah-ren alternativ zur DIN EN 61400-1:2006 empfohlen. Der Ermittlung der Standortbedingungen ist eine Standortbesichtigung zu Grunde zu legen. Anwendung sollten hierbei einschlägige Richtlinien finden. a. Folgende Angaben auf Nabenhöhe werden für einen Nachweis der Standorteignung benötigt:
i. Mittlere Windgeschwindigkeit (vave) ii. Formparameter der Weibull-Funktion (k) iii. Mittlerer Höhenexponent (α) iv. Mittlere Luftdichte (ρ) v. Mittlere Turbulenzintensität sowie die Standardabweichung der Turbulenzintensität bei 15 m/s
(zur Ermittlung der charakteristischen oder repräsentativen Turbulenzintensität). vi. 50-Jahres-Windgeschwindigkeit (vb,0) gemäß Windzonenkarten bzw. ermittelt z.B. nach Gumbel-
Methode10, sofern erforderlich (dies ist z.B. der Fall, wenn die Anlage in einer höheren Windzone als in der Typenprüfung bzw. Einzelprüfung abgedeckt errichtet werden soll)
vii. Windrichtungsverteilung der zu betrachtenden Anlagen b. Anhand der in 16.2.a genannten Angaben wird ein vereinfachter Vergleich durchgeführt. Werden die
folgenden Bedingungen erfüllt, kann die Standorteignung der WEA bestätigt werden. i. Vergleich mittlere Windgeschwindigkeit
(1) Mittlere Windgeschwindigkeit am Standort ist um mindestens 5% kleiner als gemäß Typen-/Einzelprüfung oder
(2) Mittlere Windgeschwindigkeit am Standort ist kleiner als gemäß Typen-/Einzelprüfung und Formparameter k der Weibull-Funktion ist größer gleich 2.
10 European Wind Turbines Standards II oder Harris I, “Gumbel revisited: A new look at extreme value statistics applied to wind
speeds”, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 59, 1996
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15.5 Dokumentation
Das Ergebnis der Wiederkehrenden Prüfung ist in einem Bericht festzuhalten, der mindestens die folgen-den Informationen enthalten muss: Prüfender Sachverständiger Hersteller, Typ und Seriennummer der Windenergieanlage sowie der Hauptbestandteile (Rotorblät-
ter, Getriebe, Generator, Turm) Standort und Betreiber der Windenergieanlage Gesamtbetriebsstunden Windgeschwindigkeit und Temperatur am Tag der Prüfung Anwesende bei der Prüfung Beschreibung des Prüfungsumfanges Prüfergebnis und ggf. Auflagen
Über durchgeführte Reparaturen aufgrund von standsicherheitsrelevanten Auflagen ist ein Bericht anzu-fertigen.
Diese Dokumentation ist vom Betreiber über die gesamte Nutzungsdauer der Windenergieanlage aufzu-bewahren. 16 Standorteignung von Windenergieanlagen
Vorraussetzung für eine Prüfung der Standorteignung ist, dass für die Anlage eine Typenprüfung bzw. eine Einzelprüfung vorliegt. 16.1 Bestehende Anlagen im Falle einer Parkerweiterung/Parkänderung
Für bestehende Anlagen, die nach DIBt 1995 oder DIBt 2004 errichtet wurden, darf im Falle einer Park-änderung der Nachweis der Standorteignung auch weiterhin nach dem Verfahren DIBt 2004 geführt wer-den. 16.2 Neuanlagen
Für den Nachweis der Standorteignung von Windenergieanlagen in Windparks wird das folgende Verfah-ren alternativ zur DIN EN 61400-1:2006 empfohlen. Der Ermittlung der Standortbedingungen ist eine Standortbesichtigung zu Grunde zu legen. Anwendung sollten hierbei einschlägige Richtlinien finden. a. Folgende Angaben auf Nabenhöhe werden für einen Nachweis der Standorteignung benötigt:
i. Mittlere Windgeschwindigkeit (vave) ii. Formparameter der Weibull-Funktion (k) iii. Mittlerer Höhenexponent (α) iv. Mittlere Luftdichte (ρ) v. Mittlere Turbulenzintensität sowie die Standardabweichung der Turbulenzintensität bei 15 m/s
(zur Ermittlung der charakteristischen oder repräsentativen Turbulenzintensität). vi. 50-Jahres-Windgeschwindigkeit (vb,0) gemäß Windzonenkarten bzw. ermittelt z.B. nach Gumbel-
Methode10, sofern erforderlich (dies ist z.B. der Fall, wenn die Anlage in einer höheren Windzone als in der Typenprüfung bzw. Einzelprüfung abgedeckt errichtet werden soll)
vii. Windrichtungsverteilung der zu betrachtenden Anlagen b. Anhand der in 16.2.a genannten Angaben wird ein vereinfachter Vergleich durchgeführt. Werden die
folgenden Bedingungen erfüllt, kann die Standorteignung der WEA bestätigt werden. i. Vergleich mittlere Windgeschwindigkeit
(1) Mittlere Windgeschwindigkeit am Standort ist um mindestens 5% kleiner als gemäß Typen-/Einzelprüfung oder
(2) Mittlere Windgeschwindigkeit am Standort ist kleiner als gemäß Typen-/Einzelprüfung und Formparameter k der Weibull-Funktion ist größer gleich 2.
10 European Wind Turbines Standards II oder Harris I, “Gumbel revisited: A new look at extreme value statistics applied to wind
speeds”, Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 59, 1996
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Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
ii. Vergleich der effektiven Turbulenzintensität nach DIN EN 61400-1:2006 zwischen 0-vin und 0.4 vout der Auslegungsturbulenz NTM
iii. Vergleich der 50-Jahres-Windgeschwindigkeit: (1) Windzone gemäß Typen-/Einzelprüfung deckt die Windzone des betrachteten Standortes
gemäß Windzonenkarte ab (die detaillierten Regelungen gemäß DIN EN 1991-1-4, Absatz 4.3.3 einschließlich NA für nicht ebene Geländelagen sind ggf. zu beachten) oder
(2) 50-Jahres-Windgeschwindigkeit gemäß Typen-/Einzelprüfung deckt die 50-Jahres-Windge-schwindigkeit am Standort ab (siehe 16.2.a.vi)
c. Wird eine der Bedingungen nicht erfüllt, kann unter Berücksichtigung aller Angaben in 16.2.a. wie folgt
verfahren werden: i. Wenn die Bedingungen 16.2.b.i oder 16.2.b.ii nicht erfüllt sind, kann die Standorteignung auf Ba-
sis eines Lastvergleiches der Betriebsfestigkeitslasten (Vergleich der standortspezifischen Lasten zu den Lastannahmen der Typen-/Einzelprüfung) nachgewiesen werden. Um diesen Nachweis zu führen, müssen die effektiven Turbulenzen mindestens von vin bis 0.4 v50 vorliegen. Die Turbu-lenzintensität für Windgeschwindigkeiten, die im Gutachten nicht abgedeckt sind, müssen für die Bestimmung der Betriebsfestigkeitslasten als konstant mit dem Wert für die größte ermittelte Windgeschwindigkeit angenommen werden.
ii. Wenn die Bedingung 16.2.b.iii nicht erfüllt ist, kann die Standorteignung auf Basis eines Lastver-gleiches der Extremlasten (Vergleich der standortspezifischen Lasten zu den Lastannahmen der Typen-/Einzelprüfung) nachgewiesen werden.
Einflüsse durch Geländerauhigkeit und Topographie sind in der Beurteilung entsprechend zu berücksich-tigen. Das Verfahren kann für alle Standorte angewendet werden, die als nicht topografisch komplex zu bezeichnen sind. Die topografische Komplexität kann hierbei durch das Verfahren nach DIN EN 61400-1:2006 bestimmt werden. 17 Weiterbetrieb von Windenergieanlagen
17.1 Anwendung der "Richtlinie für den Weiterbetrieb von Windenergieanlagen"11 - Beurteilung von Turm und Gründung
Mit der „Richtlinie für den Weiterbetrieb von Windenergieanlagen“ besteht die Möglichkeit einer Bewer-tung von Windenergieanlagen hinsichtlich ihres Weiterbetriebs nach Ablauf der Entwurfslebensdauer, die im Rahmen dieser Richtlinie i.d.R. mit 20 Jahren angenommen wird.
Die in der "Richtlinie für den Weiterbetrieb von Windenergieanlagen" festgelegten Prüfmethoden ermögli-chen die Beurteilung für den Weiterbetrieb der Windenergieanlage gemäß dem aktuellen Stand der Technik. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass die Sicherheit bezüglich der Aussage zur Standsicherheit von Umfang und Auswahl der Prüfmethoden und der mit der Probenahme, Durchführung und Bewertung beauftragten Sachverständigen abhängt.
Grundsätzlich gibt es zwei unterschiedliche Vorgehensnachweise, die analytische und die praktische Methode.
Die analytische Methode ist eine Prüfung durch Neuberechnung der Windenergieanlage unter Berück-sichtigung der standortspezifischen Anlage und deren lokalen Randbedingungen.
Die praktische Methode ist eine Prüfung durch Inspektion der Windenergieanlage, dies beinhaltet sowohl die visuelle Inspektion als auch zerstörungsfreie Prüfmethoden und, falls erforderlich, auch eine Probe-nahme aus dem Tragwerk.
Abweichend von der "Richtlinie für den Weiterbetrieb von Windenergieanlagen" gilt: Die praktische Methode durch zusätzliche statische Berechnungen unter Einbeziehung des derzeit
geltenden Regelwerks zu belegen. Die analytische Methode muss durch zusätzliche repräsentative Probenahmen am Turm und eine
Begutachtung der Gründung unterstützt werden.
11 Richtlinie für Windenergieanlagen, Teil: Weiterbetrieb von Windenergieanlagen, Germanischer Lloyd;
http://www.gl-group.com/en/certification/renewables/CertificationGuidelines.php
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ii. Vergleich der effektiven Turbulenzintensität nach DIN EN 61400-1:2006 zwischen 0-vin und 0.4 vout der Auslegungsturbulenz NTM
iii. Vergleich der 50-Jahres-Windgeschwindigkeit: (1) Windzone gemäß Typen-/Einzelprüfung deckt die Windzone des betrachteten Standortes
gemäß Windzonenkarte ab (die detaillierten Regelungen gemäß DIN EN 1991-1-4, Absatz 4.3.3 einschließlich NA für nicht ebene Geländelagen sind ggf. zu beachten) oder
(2) 50-Jahres-Windgeschwindigkeit gemäß Typen-/Einzelprüfung deckt die 50-Jahres-Windge-schwindigkeit am Standort ab (siehe 16.2.a.vi)
c. Wird eine der Bedingungen nicht erfüllt, kann unter Berücksichtigung aller Angaben in 16.2.a. wie folgt
verfahren werden: i. Wenn die Bedingungen 16.2.b.i oder 16.2.b.ii nicht erfüllt sind, kann die Standorteignung auf Ba-
sis eines Lastvergleiches der Betriebsfestigkeitslasten (Vergleich der standortspezifischen Lasten zu den Lastannahmen der Typen-/Einzelprüfung) nachgewiesen werden. Um diesen Nachweis zu führen, müssen die effektiven Turbulenzen mindestens von vin bis 0.4 v50 vorliegen. Die Turbu-lenzintensität für Windgeschwindigkeiten, die im Gutachten nicht abgedeckt sind, müssen für die Bestimmung der Betriebsfestigkeitslasten als konstant mit dem Wert für die größte ermittelte Windgeschwindigkeit angenommen werden.
ii. Wenn die Bedingung 16.2.b.iii nicht erfüllt ist, kann die Standorteignung auf Basis eines Lastver-gleiches der Extremlasten (Vergleich der standortspezifischen Lasten zu den Lastannahmen der Typen-/Einzelprüfung) nachgewiesen werden.
Einflüsse durch Geländerauhigkeit und Topographie sind in der Beurteilung entsprechend zu berücksich-tigen. Das Verfahren kann für alle Standorte angewendet werden, die als nicht topografisch komplex zu bezeichnen sind. Die topografische Komplexität kann hierbei durch das Verfahren nach DIN EN 61400-1:2006 bestimmt werden. 17 Weiterbetrieb von Windenergieanlagen
17.1 Anwendung der "Richtlinie für den Weiterbetrieb von Windenergieanlagen"11 - Beurteilung von Turm und Gründung
Mit der „Richtlinie für den Weiterbetrieb von Windenergieanlagen“ besteht die Möglichkeit einer Bewer-tung von Windenergieanlagen hinsichtlich ihres Weiterbetriebs nach Ablauf der Entwurfslebensdauer, die im Rahmen dieser Richtlinie i.d.R. mit 20 Jahren angenommen wird.
Die in der "Richtlinie für den Weiterbetrieb von Windenergieanlagen" festgelegten Prüfmethoden ermögli-chen die Beurteilung für den Weiterbetrieb der Windenergieanlage gemäß dem aktuellen Stand der Technik. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass die Sicherheit bezüglich der Aussage zur Standsicherheit von Umfang und Auswahl der Prüfmethoden und der mit der Probenahme, Durchführung und Bewertung beauftragten Sachverständigen abhängt.
Grundsätzlich gibt es zwei unterschiedliche Vorgehensnachweise, die analytische und die praktische Methode.
Die analytische Methode ist eine Prüfung durch Neuberechnung der Windenergieanlage unter Berück-sichtigung der standortspezifischen Anlage und deren lokalen Randbedingungen.
Die praktische Methode ist eine Prüfung durch Inspektion der Windenergieanlage, dies beinhaltet sowohl die visuelle Inspektion als auch zerstörungsfreie Prüfmethoden und, falls erforderlich, auch eine Probe-nahme aus dem Tragwerk.
Abweichend von der "Richtlinie für den Weiterbetrieb von Windenergieanlagen" gilt: Die praktische Methode durch zusätzliche statische Berechnungen unter Einbeziehung des derzeit
geltenden Regelwerks zu belegen. Die analytische Methode muss durch zusätzliche repräsentative Probenahmen am Turm und eine
Begutachtung der Gründung unterstützt werden.
11 Richtlinie für Windenergieanlagen, Teil: Weiterbetrieb von Windenergieanlagen, Germanischer Lloyd;
http://www.gl-group.com/en/certification/renewables/CertificationGuidelines.php
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ii. Vergleich der effektiven Turbulenzintensität nach DIN EN 61400-1:2006 zwischen 0-vin und 0.4 vout der Auslegungsturbulenz NTM
iii. Vergleich der 50-Jahres-Windgeschwindigkeit: (1) Windzone gemäß Typen-/Einzelprüfung deckt die Windzone des betrachteten Standortes
gemäß Windzonenkarte ab (die detaillierten Regelungen gemäß DIN EN 1991-1-4, Absatz 4.3.3 einschließlich NA für nicht ebene Geländelagen sind ggf. zu beachten) oder
(2) 50-Jahres-Windgeschwindigkeit gemäß Typen-/Einzelprüfung deckt die 50-Jahres-Windge-schwindigkeit am Standort ab (siehe 16.2.a.vi)
c. Wird eine der Bedingungen nicht erfüllt, kann unter Berücksichtigung aller Angaben in 16.2.a. wie folgt
verfahren werden: i. Wenn die Bedingungen 16.2.b.i oder 16.2.b.ii nicht erfüllt sind, kann die Standorteignung auf Ba-
sis eines Lastvergleiches der Betriebsfestigkeitslasten (Vergleich der standortspezifischen Lasten zu den Lastannahmen der Typen-/Einzelprüfung) nachgewiesen werden. Um diesen Nachweis zu führen, müssen die effektiven Turbulenzen mindestens von vin bis 0.4 v50 vorliegen. Die Turbu-lenzintensität für Windgeschwindigkeiten, die im Gutachten nicht abgedeckt sind, müssen für die Bestimmung der Betriebsfestigkeitslasten als konstant mit dem Wert für die größte ermittelte Windgeschwindigkeit angenommen werden.
ii. Wenn die Bedingung 16.2.b.iii nicht erfüllt ist, kann die Standorteignung auf Basis eines Lastver-gleiches der Extremlasten (Vergleich der standortspezifischen Lasten zu den Lastannahmen der Typen-/Einzelprüfung) nachgewiesen werden.
Einflüsse durch Geländerauhigkeit und Topographie sind in der Beurteilung entsprechend zu berücksich-tigen. Das Verfahren kann für alle Standorte angewendet werden, die als nicht topografisch komplex zu bezeichnen sind. Die topografische Komplexität kann hierbei durch das Verfahren nach DIN EN 61400-1:2006 bestimmt werden. 17 Weiterbetrieb von Windenergieanlagen
17.1 Anwendung der "Richtlinie für den Weiterbetrieb von Windenergieanlagen"11 - Beurteilung von Turm und Gründung
Mit der „Richtlinie für den Weiterbetrieb von Windenergieanlagen“ besteht die Möglichkeit einer Bewer-tung von Windenergieanlagen hinsichtlich ihres Weiterbetriebs nach Ablauf der Entwurfslebensdauer, die im Rahmen dieser Richtlinie i.d.R. mit 20 Jahren angenommen wird.
Die in der "Richtlinie für den Weiterbetrieb von Windenergieanlagen" festgelegten Prüfmethoden ermögli-chen die Beurteilung für den Weiterbetrieb der Windenergieanlage gemäß dem aktuellen Stand der Technik. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass die Sicherheit bezüglich der Aussage zur Standsicherheit von Umfang und Auswahl der Prüfmethoden und der mit der Probenahme, Durchführung und Bewertung beauftragten Sachverständigen abhängt.
Grundsätzlich gibt es zwei unterschiedliche Vorgehensnachweise, die analytische und die praktische Methode.
Die analytische Methode ist eine Prüfung durch Neuberechnung der Windenergieanlage unter Berück-sichtigung der standortspezifischen Anlage und deren lokalen Randbedingungen.
Die praktische Methode ist eine Prüfung durch Inspektion der Windenergieanlage, dies beinhaltet sowohl die visuelle Inspektion als auch zerstörungsfreie Prüfmethoden und, falls erforderlich, auch eine Probe-nahme aus dem Tragwerk.
Abweichend von der "Richtlinie für den Weiterbetrieb von Windenergieanlagen" gilt: Die praktische Methode durch zusätzliche statische Berechnungen unter Einbeziehung des derzeit
geltenden Regelwerks zu belegen. Die analytische Methode muss durch zusätzliche repräsentative Probenahmen am Turm und eine
Begutachtung der Gründung unterstützt werden.
11 Richtlinie für Windenergieanlagen, Teil: Weiterbetrieb von Windenergieanlagen, Germanischer Lloyd;
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17.2 Sachverständige
Alle im Rahmen der Beurteilung auf Weiterbetrieb gemäß dieser Richtlinie anfallenden Inspektionen der WEA sowie Beurteilungen von Lasten und/oder Komponenten der WEA müssen von geeigneten unab-hängigen Sachverständigen für Windenergieanlagen durchgeführt werden.
Die für die Beurteilung zum Weiterbetrieb von Windenergieanlagen eingeschalteten Sachverständigen müssen eine entsprechende Ausbildung haben und die fachlichen Anforderungen für die Beurteilung der Gesamtanlage erfüllen. Eine Akkreditierung nach DIN EN ISO/IEC 17020 oder DIN EN 45011 oder gleichwertig ist erforderlich.
Die Beurteilung der Anforderungen des anlagenbezogenen Gewässerschutzes und deren Umsetzung erfolgt durch eine Sachverständigen-Organisation nach VAwS (Verordnung über Anlagen zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen). 18 In Bezug genommene Normen DIN 1054:2010-12 Baugrund - Sicherheitsnachweise im Erd- und Grundbau – Ergänzende
Regelungen zu DIN EN 1997-1 DIN 1055-5:2005-07 Einwirkungen auf Tragwerke Teil 5: Schnee- und Eislasten DIN 4017:2006-03 Baugrund – Berechnung des Grundbruchwiderstands von Flachgrün-
dungen DIN EN 1090-2:2011-10 Ausführung von Stahltragwerken und Aluminiumtragwerken – Teil 2:
Technische Regeln für die Ausführung von Stahltragwerken; Deutsche Fassung EN 1090-2:2008+A1:2011
DIN EN 1991-1-1:2010-12 Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke - Teil 1-1: Allgemeine Einwir-
kungen auf Tragwerke - Wichten, Eigengewicht und Nutzlasten im Hochbau; Deutsche Fassung EN 1991-1-1:2002 + AC:2009
DIN EN 1991-1-3:2010-12 Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke – Teil 1-3: Allgemeine Einwir-
kungen, Schneelasten; Deutsche Fassung EN 1991-1-3:2003 + AC:2009
DIN EN 1991-1-4:2010-12 Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke - Teil 1-4: Allgemeine Einwir-
kungen - Windlasten; Deutsche Fassung EN 1991-1-4:2005 + A1:2010 + AC:2010
DIN EN 1991-1-4/NA:2010-12 Nationaler Anhang - National festgelegte Parameter - Eurocode 1: Ein-
wirkungen auf Tragwerke - Teil 1-4: Allgemeine Einwirkungen – Wind-lasten
DIN EN 1992-1-1:2011-01 Eurocode 2: Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spann-
betontragwerken - Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau; Deutsche Fassung EN 1992-1-1:2004 + AC:2010
DIN EN 1993-1-1:2010-12 Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten – Teil 1-1:
Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau; Deutsche Fassung EN 1993-1-1:2005 + AC:2009
DIN EN 1993-1-6:2010-12 Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten – Teil 1-6:
Festigkeit und Stabilität von Schalen; Deutsche Fassung EN 1993-1-6:2007 + AC:2009
DIN EN 1993-1-8:2010-12 Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten – Teil 1-8:
Bemessung von Anschlüssen; Deutsche Fassung EN 1993-1-8:2005 + AC:2009
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17.2 Sachverständige
Alle im Rahmen der Beurteilung auf Weiterbetrieb gemäß dieser Richtlinie anfallenden Inspektionen der WEA sowie Beurteilungen von Lasten und/oder Komponenten der WEA müssen von geeigneten unab-hängigen Sachverständigen für Windenergieanlagen durchgeführt werden.
Die für die Beurteilung zum Weiterbetrieb von Windenergieanlagen eingeschalteten Sachverständigen müssen eine entsprechende Ausbildung haben und die fachlichen Anforderungen für die Beurteilung der Gesamtanlage erfüllen. Eine Akkreditierung nach DIN EN ISO/IEC 17020 oder DIN EN 45011 oder gleichwertig ist erforderlich.
Die Beurteilung der Anforderungen des anlagenbezogenen Gewässerschutzes und deren Umsetzung erfolgt durch eine Sachverständigen-Organisation nach VAwS (Verordnung über Anlagen zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen). 18 In Bezug genommene Normen DIN 1054:2010-12 Baugrund - Sicherheitsnachweise im Erd- und Grundbau – Ergänzende
Regelungen zu DIN EN 1997-1 DIN 1055-5:2005-07 Einwirkungen auf Tragwerke Teil 5: Schnee- und Eislasten DIN 4017:2006-03 Baugrund – Berechnung des Grundbruchwiderstands von Flachgrün-
dungen DIN EN 1090-2:2011-10 Ausführung von Stahltragwerken und Aluminiumtragwerken – Teil 2:
Technische Regeln für die Ausführung von Stahltragwerken; Deutsche Fassung EN 1090-2:2008+A1:2011
DIN EN 1991-1-1:2010-12 Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke - Teil 1-1: Allgemeine Einwir-
kungen auf Tragwerke - Wichten, Eigengewicht und Nutzlasten im Hochbau; Deutsche Fassung EN 1991-1-1:2002 + AC:2009
DIN EN 1991-1-3:2010-12 Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke – Teil 1-3: Allgemeine Einwir-
kungen, Schneelasten; Deutsche Fassung EN 1991-1-3:2003 + AC:2009
DIN EN 1991-1-4:2010-12 Eurocode 1: Einwirkungen auf Tragwerke - Teil 1-4: Allgemeine Einwir-
kungen - Windlasten; Deutsche Fassung EN 1991-1-4:2005 + A1:2010 + AC:2010
DIN EN 1991-1-4/NA:2010-12 Nationaler Anhang - National festgelegte Parameter - Eurocode 1: Ein-
wirkungen auf Tragwerke - Teil 1-4: Allgemeine Einwirkungen – Wind-lasten
DIN EN 1992-1-1:2011-01 Eurocode 2: Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spann-
betontragwerken - Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau; Deutsche Fassung EN 1992-1-1:2004 + AC:2010
DIN EN 1993-1-1:2010-12 Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten – Teil 1-1:
Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau; Deutsche Fassung EN 1993-1-1:2005 + AC:2009
DIN EN 1993-1-6:2010-12 Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten – Teil 1-6:
Festigkeit und Stabilität von Schalen; Deutsche Fassung EN 1993-1-6:2007 + AC:2009
DIN EN 1993-1-8:2010-12 Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten – Teil 1-8:
Bemessung von Anschlüssen; Deutsche Fassung EN 1993-1-8:2005 + AC:2009
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Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
DIN EN 1993-1-8/NA:2010-12 Nationaler Anhang - National festgelegte Parameter - Eurocode 3: Be-messung und Konstruktion von Stahlbeuteilen – Teil 1-8: Bemessung von Anschlüssen
DIN EN 1993-1-9:20110-12 Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten – Teil 1-9:
Ermüdung; Deutsche Fassung EN 1993-1-9:2005 + AC:2009 DIN EN 1993-1-10:2010-12 Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten – Teil 1-10:
Stahlsortenauswahl im Hinblick auf Bruchzähigkeit und Eigenschaften in Dickenrichtung; Deutsche Fassung EN 1993-1-10:2005 + AC:200
DIN EN 1993-1-10/NA:2010-12 Nationaler Anhang - National festgelegte Parameter - Eurocode 3: Be-
messung und Konstruktion von Stahlbauteilen – Teil 1-10: Stahlsorten-auswahl im Hinblick auf Bruchzähigkeit und Eigenschaften in Dickenrichtung
DIN EN 1993-3-2:2010-12 Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten – Teil 3-2:
Türme, Maste und Schornsteine - Schornsteine; Deutsche Fassung EN 1993-3-2:2006
DIN EN 1997-1:2009-09 Eurocode 7: Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik -
Teil 1: Allgemeine Regeln; Deutsche Fassung EN 1997-1:2004 + AC:2009
DIN EN 1998-1:2010-12 Eurocode 8: Auslegung von Bauwerken gegen Erdbeben – Teil 1:
Grundlagen, Erdbebeneinwirkungen und Regeln für Hochbauten; Deut-sche Fassung EN 1998-1:2004 + AC:2009
DIN EN 1998-1/NA:2011-01 Nationaler Anhang - National festgelegte Parameter – Eurocode 8: Aus-
legung von Bauwerken gegen Erdbeben - Teil 1: Grundlagen, Erdbe-beneinwirkungen und Regeln für Hochbau
DIN EN 13670:2011-03 Ausführung von Tragwerken aus Beton; Deutsche Fassung
EN 13670:2009 DIN EN 45011-1998-03 Allgemeine Anforderungen an Stellen, die Produktzertifizierungssyste-
me betreiben (ISO/IEC Guide 65:1996); Dreisprachige Fassung EN 45011:1998
DIN EN 61400-1:2004-08 Windenergieanlagen – Teil 1: Sicherheitsanforderungen (IEC 61400-1:1999, modifiziert); Deutsche Fassung EN 61400-1:2004 DIN EN 61400-1 Windenergieanlagen – Teil 1: Sicherheitsanforderungen Berichtigung 1:2005-12 (IEC 61400-1:1999, modifiziert); Deutsche Fassung EN 61400-1:2004 DIN EN 61400-1:2006-07 Windenergieanlagen – Teil 1: Auslegungsanforderungen
(IEC 61400-1:2005); Deutsche Fassung EN 61400-1:2005 DIN EN 61400-1:2011-08 Windenergieanlagen – Teil 1: Auslegungsanforderungen
(IEC 61400-1:2005 + A1:2010); Deutsche Fassung EN 61400-1:2005 + A1:2010
DIN EN 61400-2:2007-02 Windenergieanlagen – Teil 2: Sicherheit kleiner Windenergieanlagen
(IEC 61400-2:2006); Deutsche Fassung EN 61400-2:2006 IEC / TS 61400-13:2001-06 Windenergieanlagen – Teil 13: Messung von mechanischen Lasten DIN EN ISO/IEC 17020:2012-07 Konformitätsbewertung – Anforderungen an den Betrieb verschiedener
Typen von Stellen, die Inspektionen durchführen (ISO/IEC 17020:2012); Deutsche und Englische Fassung EN ISO/IEC 17020:2012
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DIN EN 1993-1-8/NA:2010-12 Nationaler Anhang - National festgelegte Parameter - Eurocode 3: Be-messung und Konstruktion von Stahlbeuteilen – Teil 1-8: Bemessung von Anschlüssen
DIN EN 1993-1-9:20110-12 Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten – Teil 1-9:
Ermüdung; Deutsche Fassung EN 1993-1-9:2005 + AC:2009 DIN EN 1993-1-10:2010-12 Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten – Teil 1-10:
Stahlsortenauswahl im Hinblick auf Bruchzähigkeit und Eigenschaften in Dickenrichtung; Deutsche Fassung EN 1993-1-10:2005 + AC:200
DIN EN 1993-1-10/NA:2010-12 Nationaler Anhang - National festgelegte Parameter - Eurocode 3: Be-
messung und Konstruktion von Stahlbauteilen – Teil 1-10: Stahlsorten-auswahl im Hinblick auf Bruchzähigkeit und Eigenschaften in Dickenrichtung
DIN EN 1993-3-2:2010-12 Eurocode 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten – Teil 3-2:
Türme, Maste und Schornsteine - Schornsteine; Deutsche Fassung EN 1993-3-2:2006
DIN EN 1997-1:2009-09 Eurocode 7: Entwurf, Berechnung und Bemessung in der Geotechnik -
Teil 1: Allgemeine Regeln; Deutsche Fassung EN 1997-1:2004 + AC:2009
DIN EN 1998-1:2010-12 Eurocode 8: Auslegung von Bauwerken gegen Erdbeben – Teil 1:
Grundlagen, Erdbebeneinwirkungen und Regeln für Hochbauten; Deut-sche Fassung EN 1998-1:2004 + AC:2009
DIN EN 1998-1/NA:2011-01 Nationaler Anhang - National festgelegte Parameter – Eurocode 8: Aus-
legung von Bauwerken gegen Erdbeben - Teil 1: Grundlagen, Erdbe-beneinwirkungen und Regeln für Hochbau
DIN EN 13670:2011-03 Ausführung von Tragwerken aus Beton; Deutsche Fassung
EN 13670:2009 DIN EN 45011-1998-03 Allgemeine Anforderungen an Stellen, die Produktzertifizierungssyste-
me betreiben (ISO/IEC Guide 65:1996); Dreisprachige Fassung EN 45011:1998
DIN EN 61400-1:2004-08 Windenergieanlagen – Teil 1: Sicherheitsanforderungen (IEC 61400-1:1999, modifiziert); Deutsche Fassung EN 61400-1:2004 DIN EN 61400-1 Windenergieanlagen – Teil 1: Sicherheitsanforderungen Berichtigung 1:2005-12 (IEC 61400-1:1999, modifiziert); Deutsche Fassung EN 61400-1:2004 DIN EN 61400-1:2006-07 Windenergieanlagen – Teil 1: Auslegungsanforderungen
(IEC 61400-1:2005); Deutsche Fassung EN 61400-1:2005 DIN EN 61400-1:2011-08 Windenergieanlagen – Teil 1: Auslegungsanforderungen
(IEC 61400-1:2005 + A1:2010); Deutsche Fassung EN 61400-1:2005 + A1:2010
DIN EN 61400-2:2007-02 Windenergieanlagen – Teil 2: Sicherheit kleiner Windenergieanlagen
(IEC 61400-2:2006); Deutsche Fassung EN 61400-2:2006 IEC / TS 61400-13:2001-06 Windenergieanlagen – Teil 13: Messung von mechanischen Lasten DIN EN ISO/IEC 17020:2012-07 Konformitätsbewertung – Anforderungen an den Betrieb verschiedener
Typen von Stellen, die Inspektionen durchführen (ISO/IEC 17020:2012); Deutsche und Englische Fassung EN ISO/IEC 17020:2012
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Bauaufsichtliche Richtlinie über die Lüftung fensterloser Küchen, Bäder und Toilettenräume
in Wohnungen 1. Geltungsbereich
Nach § 45 Abs. 2 und § 44 Abs. 3 Satz 2 NBauO sind in Wohnungen fensterlose Kü-
chen, Kochnischen, Bäder und Toiletten (im Folgenden fensterlose Räume genannt)
nur zulässig, wenn eine wirksame Lüftung dieser Räume gewährleistet ist. Dies gilt
als erfüllt, wenn die Lüftung den nachfolgenden Anforderungen entspricht.
2. Lüftungstechnische Mindestanforderungen
Jeder fensterlose Raum muss unmittelbar durch eine mechanische Lüftungsanlage
entlüftet werden können und eine Zuluftversorgung haben. Die der Zuluftversorgung
und Entlüftung dienenden Anlagen und Einrichtungen müssen eine Grundlüftung der
fensterlosen Räume, in Küchen zusätzlich eine Stoßlüftung ermöglichen. Die Lüf-
tungsanlage muss so ausgeführt werden, dass bei Grundlüftung in der Wohnung kei-
ne Zugbelästigungen entstehen und keine Gerüche in andere Räume übertragen
werden. Alle fensterlosen Räume der Wohnung müssen gleichzeitig gelüftet werden
können.
2.1 Luftvolumenströme für Zu- und Abluft
Lüftungsanlagen und -einrichtungen für fensterlose Räume sind mindestens für die
Luftvolumenströme nach der Tabelle zu bemessen.
Tabelle Luftvolumenstrom [m3/h] Fensterloser Raum Betriebsfall A1 Betriebsfall B2
1 2 3 Küche: - Grundlüftung 40 60 - Stoßlüftung 200 200 Kochnische 40 60 Bad (auch mit WC) 40 60 Toilettenraum 20 30
1 Betriebsfall A
Nutzungsunabhängige Betriebsdauer von mindestens 12 Stunden täglich, Stoßlüftung muss möglich sein.
2 Betriebsfall B Nutzungsabhängige Betriebsdauer, Stoßlüftung muss möglich sein.
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2.1.1 Zuluft über Lüftungsanlagen und -einrichtungen
Die Zuluft kann außerhalb der fensterlosen Räume an zentraler Stelle der Wohnung
oder durch Öffnungen in den Außenwänden der Wohnung unmittelbar zugeführt wer-
den, wenn zu den fensterlosen Räumen eine Verbindung durch Nachstromöffnungen
oder -spalte besteht.
Für die Stoßlüftung von Küchen muss die Zuluft über eine Lüftungsanlage mit Ventila-
tor oder über dichte Leitungen vom Freien oder über Außenluftöffnungen unmittelbar
zugeführt werden.
Außenluftöffnungen, Leitungen vom Freien und Lüftungsanlagen mit Ventilator sind
so zu bemessen, dass sich für den planmäßigen Zuluftvolumenstrom rechnerisch
kein größerer Unterdruck in der Wohnung als 8 Pa gegenüber dem Freien ergibt. Be-
finden sich in der Wohnung raumluftabhängige Feuerstätten, sind die Öffnungen, Lei-
tungen und Lüftungsanlagen so zu bemessen, dass sich für die Summe aus dem
planmäßigen Zuluftvolumenstrom und dem Verbrennungsluft-Volumenstrom
(= 1,6 m³/h je kW Nennleistung) kein größerer Unterdruck in der Wohnung als 4 Pa
gegenüber dem Freien errechnet. Anlagentechnisch muss gewährleistet sein, dass
die Feuerstätten nur bei ausreichender Verbrennungsluftversorgung betrieben wer-
den können.
Außenluftöffnungen und Leitungen, die auch der Verbrennungsluftversorgung von
Feuerstätten dienen, dürfen nicht verschlossen oder zugestellt werden, sofern nicht
durch besondere Sicherheitseinrichtungen gewährleistet ist, dass die Feuerstätten
nur bei ausreichender Verbrennungsluftversorgung betrieben werden können. Andere
Außenluftöffnungen und Leitungen vom Freien sowie Belüftungsanlagen mit Ventila-
toren, die nicht vorgewärmte Luft fördern, sollen in der Wohnung absperrbar sein.
2.1.2 Entlüftungsanlagen
Die Lüftungsanlage muss die Abluft über dichte Leitungen ins Freie fördern.
Die Entlüftungsanlagen müssen Ventilatoren mit steiler Kennlinie haben. Lüftungsan-
lagen, die für einen Luftvolumenstrom nach Spalte 2 der Tabelle bemessen sind,
müssen mit selbsttätigen Einrichtungen ausgestattet sein, die eine tägliche Betriebs-
dauer von mindestens 12 Stunden sicherstellen. Bei Lüftungsanlagen mit einem Luft-
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volumenstrom nach Spalte 3 der Tabelle dürfen die Ventilatoren — ausgenommen
von Zentralentlüftungsanlagen nach Nr. 2.2 — vom Nutzer abzuschalten sein (Be-
darfslüftung).
Befinden sich in der Wohnung raumluftabhängige Feuerstätten, bleibt
§ 4 Abs. 2 FeuVO unberührt.
2.1.3 Abluftöffnungen
Die Abluftöffnungen der Entlüftungsanlagen dürfen in jedem fensterlosen Raum von
Hand absperrbar sein oder selbsttätige Rückschlagklappen haben.
2.2 Lüftungsanlagen für mehrere Wohnungen
Die fensterlosen Räume mehrerer Wohnungen dürfen über gemeinsame Anlagen
oder Lüftungsleitungen be- und entlüftet werden.
Die Entlüftungsanlage muss dazu
— in allen Wohnungen mit Ventilatoren und selbsttätigen Rückschlagklappen für
alle Abluftöffnungen ausgestattet sein (Einzellüftungsgeräte) oder
— einen zentralen Ventilator besitzen, der ganztägig betrieben wird und in den
Wohnungen nicht abgeschaltet werden kann (Zentralentlüftungsanlagen);
Zentralentlüftungsanlagen dürfen für eine nächtliche Absenkung des Abluftvo-
lumenstroms um bis zu 50 % eingerichtet sein.
Bei Einzellüftungsgeräten sollen die Zuluftöffnungen in den Wohnungen von Hand
absperrbar oder mit selbsttätigen Absperrklappen versehen sein.
2.3 Lüftungsanlagen nach DIN 18017
Lüftungsanlagen nach DIN 18017-3:2009-09 für fensterlose Bäder und Toilettenräu-
me in Wohnungen erfüllen die lüftungstechnischen Anforderungen nach den Ab-
schnitten 2 bis 2.2, wenn die Wohnungen keine fensterlosen Küchen und Kochni-
schen aufweisen.
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3. Schallschutzanforderungen (§ 15 Abs. 2 NBauO)
Lüftungsanlagen und -leitungen für fensterlose Räume in Wohnungen müssen gegen
die Weiterleitung von Schall in andere Wohnungen oder fremde Räume entsprechend
DIN 4109 gedämmt sein.
4. Brandschutzanforderungen (§ 23 Abs. 2 und 3 DVO-NBauO)
Lüftungsanlagen und -leitungen für fensterlose Räume in Wohnungen müssen der
Richtlinie über brandschutztechnische Anforderungen an Lüftungsanlagen (Lüftungs-
anlagen-Richtlinie — LüAR) genügen.
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DEUTSCHER AUSSCHUSS FÜR STAHLBETON
DAfStb-Richtlinie Selbstverdichtender Beton (SVB-Richtlinie) Ausgabe September 2012 Ersatz für Ausgabe November 2003; bisherige Vertriebsnummer 65034 Teil 1: Ergänzungen und Änderungen zu DIN EN 1992-1-1 und
DIN EN 1992-1-1/NA Teil 2: Ergänzungen und Änderungen zu DIN EN 206-1, DIN EN 206-9 und
DIN 1045-2 Teil 3: Ergänzungen und Änderungen zu DIN EN 13670 und DIN 1045-3 Die Verpflichtungen aus der Richtlinie 98/34/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 22. Juni 1998 über ein Informationsverfahren auf dem Gebiet der Normen und technischen Vorschriften und der Vorschriften für die Dienste der Informationsgesellschaft (ABl. L 204 vom 21.07.1998, S. 37), zuletzt geän-dert durch Artikel 26 Absatz 2 der Verordnung (EU) Nr. 1025/2012 des Europäischen Parlaments und des Rates vom 25. Oktober 2012 (ABl. L 316 vom 14.11.2012, S. 12), sind beachtet worden. Bezüglich der in dieser Richtlinie genannten Normen, anderen Unterlagen und technischen Anforderungen, die sich auf Produkte oder Prüfverfahren beziehen, gilt, dass auch Produkte bzw. Prüfverfahren angewandt werden dürfen, die Normen oder sonstigen Bestimmungen und/oder technischen Vorschriften anderer Mitgliedstaaten der Europäischen Union oder der Türkei oder einem EFTA-Staat, der Vertragspartei des EWR-Abkommens ist, entsprechen, sofern das geforderte Schutzniveau in Bezug auf Sicherheit, Gesund-heit und Gebrauchstauglichkeit gleichermaßen dauerhaft erreicht wird.
Herausgeber: Deutscher Ausschuss für Stahlbeton e. V. – DAfStb Budapester Straße 31 D-10787 Berlin Telefon: 030 2693-1320 [email protected] Der Deutsche Ausschuss für Stahlbeton (DAfStb) beansprucht alle Rechte, auch das der Übersetzung in fremde Spra-chen. Ohne ausdrückliche Genehmigung des DAfStb ist es nicht gestattet, diese Veröffentlichung oder Teile daraus auf fotomechanischem Wege oder auf andere Art zu vervielfältigen.
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3
Vorwort zu dieser Richtlinie Die Richtlinie „Selbstverdichtender Beton (SVB)“ ändert und ergänzt die aufgeführten Abschnitte aus DIN EN 1992-1-1 in Verbindung mit DIN EN 1992-1-1/NA, DIN EN 206-1 und DIN EN 206-9 in Verbindung mit DIN 1045-2 und DIN EN 13670 in Verbindung mit DIN 1045-3 für selbstverdichtenden Beton und fügt teilweise neue Absätze hinzu. Zu DIN 1045-4 sind keine ergänzenden Regeln erforderlich. Selbstverdichtender Beton (SVB) weist von DIN EN 206-1 und DIN 1045-2 abweichende Frischbetoneigenschaften und im Regelfall einen erhöhten Mehlkorngehalt auf. Die in dieser Richtlinie festgeschriebenen Anforderungen stellen sicher, dass selbstverdichtender Beton gleiche Festbetoneigenschaften aufweist wie Normalbeton nach DIN EN 206-1 und DIN 1045-2.
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DAfStb-Richtlinie Selbstverdichtender Beton (SVB-Richtline) – Teile 1, 2 und 3
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Normen und andere Regelwerke in den Teilen 1 bis 3 der Richtlinie Diese Richtlinie enthält Verweisungen auf Normen und Richtlinien. Diese Verweisungen sind an den jeweiligen Stellen im Text zitiert. Von den nachstehend aufgeführten Normen und Richtlinien gilt jeweils die letzte Ausga-be. DIN 1045-2, Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton – Teil 2: Beton; Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität – Anwendungsregeln zu DIN EN 206-1 DIN 1045-3, Ausführung von Tragwerken aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton – Anwendungsregeln zu DIN EN 13670 DIN 1045-4, Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton – Teil 4: Ergänzende Regeln für die Her-stellung und die Konformität von Fertigteilen DIN EN 206-1, Beton – Teil 1: Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität DIN EN 206-9, Beton – Teil 9: Ergänzende Regeln für selbstverdichtenden Beton (SVB) DIN EN 1992-1-1, Eurocode 2: Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken – Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau DIN EN 1992-1-1/NA, Nationaler Anhang - National festgelegte Parameter - Eurocode 2: Bemessung und Konstruktion von Stahlbeton- und Spannbetontragwerken – Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau DIN EN 12350-1, Prüfung von Frischbeton – Teil 1: Probenahme DIN EN 12350-2, Prüfung von Frischbeton – Teil 2: Setzmaß DIN EN 12350-6, Prüfung von Frischbeton – Teil 6: Frischbetonrohdichte DIN EN 12350-7, Prüfung von Frischbeton – Teil 7: Luftgehalt – Druckverfahren DIN EN 12350-8, Prüfung von Frischbeton – Teil 8: Selbstverdichtender Beton – Setzfließversuch DIN EN 12350-9, Prüfung von Frischbeton – Teil 9: Selbstverdichtender Beton – Auslauftrichterversuch DIN EN 12350-11, Prüfung von Frischbeton – Teil 11: Selbstverdichtender Beton – Bestimmung der Sedi-mentationsstabilität im Siebversuch DIN EN 12350-12, Prüfung von Frischbeton – Teil 11: Selbstverdichtender Beton – Blockierring-Versuch DIN EN 13670, Ausführung von Tragwerken aus Beton DIN ISO 5725-2, Genauigkeit (Richtigkeit und Präzision) von Messverfahren und Messergebnissen – Teil 2: Grundlegende Methode für Ermittlung der Wiederhol- und Vergleichspräzision eines vereinheitlichten Messverfahrens (ISO 5725-2:1994 einschließlich Technisches Korrigendum 1:2002)
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DAfStb-Richtlinie Selbstverdichtender Beton (SVB-Richtline) – Teil 1
5
Teil 1 – Ergänzungen und Änderungen zu DIN EN 1992-1-1 und DIN EN 1992-1-1/NA 1 Allgemeines 1.1 Anwendungsbereich 1.1.2 Anwendungsbereich des
Eurocode 2 Teil 1-1
DIN EN 1992-1-1, Absatz (1) wird ersetzt
(1) Teil 1 der Richtlinie gilt für die Bemessung und Konstruk-tion von Tragwerken des Hoch- und Ingenieurbaus aus unbewehrtem selbstverdichtendem Beton, selbstverdichtendem Beton mit Betonstahl, selbstverdichtendem Beton mit Spannstahlbewehrung mit normalen und leichten Gesteinskörnungen der Festigkeits-klassen C12/15 bis C70/85 bzw. LC12/13 bis LC60/66.
6 Nachweise in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit (GZT)
6.2 Querkraft 6.2.5 Schubkraftübertragung in Fugen
DIN EN 1992-1-1/NA, NCI zu 6.2.5 (2) wird ergänzt
Die Oberfläche von selbstverdichtendem Beton ist generell als sehr glatt anzusehen.
8 Allgemeine Bewehrungsregeln 8.10 Spannglieder 8.10.2 Verankerung von Spanngliedern
im sofortigen Verbund
DIN EN 1992-1-1/NA, NCI zu 8.10.2.2 (1) wird ergänzt
Die Werte der Verbundspannungen nach Gleichung (8.15) sind für selbstverdichtenden Beton auf 85 % zu reduzieren, wenn nicht durch Versuchsergebnisse Verbundspannungen nach Gleichung (8.15) nachgewiesen werden.
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DAfStb-Richtlinie Selbstverdichtender Beton (SVB-Richtline) – Teil 2
6
Teil 2 – Ergänzungen und Änderungen zu DIN EN 206-1, DIN EN 206-9 und DIN 1045-2 1 Anwendungsbereich DIN EN 206-9, Absatz 2 wird ergänzt Diese Richtlinie gilt nicht für:
Leichtbeton; 1) 2) Standardbeton; Schwerbeton; Beton in der Expositionsklasse XM3; hochfesten Beton der Druckfestigkeitsklassen ab C90/105. 1)
3 Begriffe, Symbole und Abkürzungen3.1 Begriffe
DIN EN 206-1, 3.1.2 wird ersetzt
3.1.2 Frischbeton Fertig gemischter Beton, der sich beim Einfüllen in die Scha-lung selbst verdichtet.
DIN EN 206-1, 3.1.15 wird ersetzt
3.1.15 Kubikmeter Beton: Die Menge, Frischbeton, die nach dem Entlüften ein Volumen von 1 m3 einnimmt.
3.2 Symbole und Abkürzungen
DIN 1045-2, folgende Symbole und Ab-kürzungen werden hinzugefügt
mMk Mehlkorngehalt r Wiederholpräzision R Vergleichspräzision SFFC Kegelsetzfließmaß sm Setzfließmaß ohne Blockierring tTr Trichterauslaufzeit tfc Kegelausfließzeit
5 Anforderungen an Beton und Nach-weisverfahren
5.1 Grundanforderungen an Aus-gangsstoffe
5.1.6 Zusatzstoffe (einschließlich Ge-steinsmehl und Pigmente)
DIN 1045-2, 5.1.6, Absatz 2 wird hinzu-gefügt
Die Verwendbarkeit von Kalksteinmehl für selbstverdichtenden Beton ist nachzuweisen. 3)
5.2 Grundanforderungen an die Zu-sammensetzung von Beton
5.2.3 Verwendung von Gesteinskör-nungen
DIN EN 206-9, Anmerkung wird ergänzt
Erfahrungsgemäß kann die schwankende Zusammensetzung von rezyklierten Gesteinskörnungen (z. B. hinsichtlich Wasser-aufnahme) die Eigenschaften von selbstverdichtendem Beton beeinflussen.
1) Für diese Betone ist eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung oder eine Zustimmung im Einzelfall
erforderlich. 2) Die Bemessung von selbstverdichtendem Leichtbeton kann bis zur Druckfestigkeitsklasse LC60/66 nach
Teil 1 dieser Richtlinie erfolgen. 3) Hinweis: Der Nachweis ist durch eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung oder eine Zustimmung im
Einzelfall zu erbringen.
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DAfStb-Richtlinie Selbstverdichtender Beton (SVB-Richtline) – Teil 2
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5.3 Anforderungen in Abhängigkeit von Expositionsklassen
5.3.2 Grenzwerte für die Betonzusam-mensetzung
DIN 1045-2, Absatz 5 wird ersetzt
Der höchstzulässige Mehlkorngehalt beträgt mMk = 650 kg/m3 (entspricht etwa einem Leimvolumen von 450 l/m3).
5.4 Anforderungen an Frischbeton 5.4.1 Konsistenz von selbstverdich-
tendem Beton DIN EN 206-9, Tabelle 7, Zeile 4 wird ersetzt
Zulässige Abweichung: ± 15 % vom Zielwert der t500-Zeit, je-doch nicht weniger als ± 1 s und nicht mehr als ± 3 s.
5.4.3 Luftgehalt DIN 1045-2, Abschnitt wird ersetzt
Wird selbstverdichtender Beton mit künstlich eingeführten Luft-poren in die Expositionsklassen XF2 bis XF4 eingeordnet, sind bei der Erstprüfung der Gesamtluftgehalt im Frischbeton sowie der Mikroluftporengehalt A300 und der Abstandsfaktor L im Festbeton nach Anhang O zu bestimmen. Der Gehalt an Mikro-luftporen A300, bestimmt nach DIN EN 480-11, darf in der Erst-prüfung 1,8 Vol.-% nicht unterschreiten. Der Abstandsfaktor L darf 0,20 mm nicht überschreiten. ANMERKUNG Auf Grund des erhöhten Mehlkorngehaltes von selbstverdichtendem Beton sollte ein gegenüber den Anforderungen höherer Mikroluftporengehalt A300 angestrebt werden, um die Anforde-rung an den Abstandsfaktor L einhalten zu können. Bei der Berech-nung des Abstandsfaktors gemäß DIN EN 480-11 ist das Zement-steinvolumen aus den Volumenanteilen des Zements, der Betonzu-satzstoffe, der Zusatzmittel und des Zugabewassers zu ermitteln.
6 Festlegung des Betons 6.2 Festlegung des Betons nach Ei-
genschaften 6.2.2 Grundlegende Anforderungen DIN EN 206-9, Unterpunkt i) wird ergänzt
i) Viskositätsklasse nach Tabelle 2 oder Tabelle 3 oder, in
besonderen Fällen, ein Zielwert für die t500-Zeit oder die Trichterauslaufzeit tTr;
ANMERKUNG Mit den Angaben nach h) und i) wird der Verarbeitbar-keitsbereich nach Anhang N festgelegt.
7 Lieferung von Frischbeton 7.2 Informationen vom Betonhersteller
für den Verwender DIN EN 206-9, Unterpunkt g) wird ersetzt
g) Eigenschaften von selbstverdichtendem Beton als Verar-
beitbarkeitsbereich nach Anhang N;
7.3 Lieferschein für Transportbeton DIN EN 206-1, Unterpunkt a), 4. Spiegel-strich wird ersetzt
Konsistenz als Verarbeitbarkeitsbereich nach Anhang N.
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DAfStb-Richtlinie Selbstverdichtender Beton (SVB-Richtline) – Teil 2
8
9 Produktionskontrolle 9.5 Betonzusammensetzung und
Erstprüfung
DIN EN 206-9, Absätze 2 und 3 werden hinzugefügt
Durch Prüfung des Setzfließmaßes nach DIN EN 12350-8 und der Trichterauslaufzeit nach DIN 12350-9 sowie der Sedimen-tationsstabilität nach DIN EN 12350-11 ist ein Verarbeitbar-keitsbereich für den selbstverdichtenden Beton festzulegen. Die Verfahrensweise zur Ermittlung des Verarbeitbarkeitsbe-reiches ist in Anhang N beschrieben. Alternativ zu den Einzelprüfungen des Setzfließmaßes nach DIN EN 12350-8 und der Trichterauslaufzeit nach DIN EN 12350-9 darf auch die Kombinationsprüfung mit dem Auslaufkegel nach Anhang M angewendet werden.
Anhang A (normativ) – Erstprüfung A.4 Prüfbedingungen DIN EN 206-9, Absätze 3, 4 und 5 wer-den hinzugefügt
Durch Prüfung des Setzfließmaßes nach DIN EN 12350-8 und der Trichterauslaufzeit nach DIN EN 12350-9 sowie der Sedi-mentationsstabilität nach DIN EN 12350-11 ist ein Verarbeit-barkeitsbereich für den selbstverdichtenden Beton festzulegen. Die Verfahrensweise zur Ermittlung des Verarbeitbar-keitsbereiches ist in Anhang N beschrieben. Alternativ zu den Einzelprüfungen des Setzfließmaßes nach DIN EN 12350-8 und der Trichterauslaufzeit nach DIN EN 12350-9 darf auch die Kombinationsprüfung mit dem Auslaufkegel nach Anhang M angewendet werden.
Anhang F (normativ) – Grenzwerte der Betonzusammensetzung DIN EN 206-9, Absatz 1 wird ersetzt
DIN 1045-2, Anhang F ist anzuwenden. Dabei gelten die Tabel-len F.4.1 und F.4.2 nicht (vgl. 5.3.2).
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DAfStb-Richtlinie Selbstverdichtender Beton (SVB-Richtline) – Teil 2
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Anhang M (normativ) – Prüfung des Kegelsetzfließmaßes und der Kegelauslaufzeit mittels Auslauf-kegel M.1 Anwendungsbereich Dieser Anhang legt das Verfahren fest, mit dem die Kegelauslaufzeit und das Kegelsetzfließmaß von selbstver-dichtendem Beton mit dem Auslaufkegel geprüft werden. Das Prüfverfahren ist nicht geeignet, wenn das Größtkorn der Gesteinskörnung 20 mm übersteigt. M.2 Kurzbeschreibung Mit dem Auslaufkegelversuch können die Kegelauslaufzeit und das Kegelsetzfließmaß mit einer Betonprobe bestimmt werden. ANMERKUNG 1 Der Auslaufkegel hat das gleiche Fassungsvermögen wie die Kegelform zur Bestimmung des Setzmaßes bzw. Setzfließmaßes nach DIN EN 12350-2 bzw. DIN EN 12350-8. Kegelsetzfließmaß und Setzfließmaß gemäß DIN EN 12350-8 liefern vergleichbare Ergebnisse. Die mit dem Auslaufkegelversuch ermittelte Kegelauslaufzeit korreliert linear mit der Fließdauer im Auslauftrichter nach DIN EN 12350-9. ANMERKUNG 2 Der Auslaufkegelversuch ist mit dem J-Ringversuch nach DIN EN 12350-12 kombinierbar. M.3 Versuchsaufbau/Geräte M.3.1 Bodenplatte Die Bodenplatte muss aus einer flachen Platte aus Stahl (Referenzmaterial) hergestellt werden, die eine ebene Fläche von mindestens 900 mm × 900 mm aufweist, auf der sich der Beton ungehindert ausbreiten kann. Falls die Platte aus einem anderen Material besteht, müssen Prüfungen zu dessen Eignung durchgeführt werden, aus denen hervorgeht, dass das Material auf Dauer der Stahlplatte gleichwertig ist. Die Oberfläche darf nicht leicht von Zementleim angegriffen werden oder korrodieren. Die Steifigkeit der Platte ist so auszubilden, dass eine Verformung verhindert wird. Die Abweichung von der Ebenheit darf bei Messungen über die beiden ge-genüberliegenden Seitenmitten und über die beiden Diagonalen der Platte an keinem Punkt 3 mm übersteigen. Auf dem Mittelpunkt der Platte muss ein Kreuz angezeichnet sein. Die dazu erforderlichen Linien sollen parallel zu den Plattenkanten verlaufen und etwa 1 mm breit sein. M.3.2 Auslaufkegel (1) Der Hohlkegelstumpf besteht aus Metall mit einer Mindestwandstärke von 1,5 mm. Die Oberfläche darf nicht leicht von Zementleim angegriffen werden oder korrodieren. Die Innenfläche der Form muss glatt und frei von Unebenheiten, wie z. B. vorstehenden Nieten oder Dellen sein. Der Hohlkegelstumpf muss folgende Innenmaße aufweisen: unterer Durchmesser: (63 ± 2) mm, oberer Durchmesser: (194 ± 2) mm, Höhe: (390 ± 2) mm. (2) Der Boden und das obere Ende müssen offen sein und parallel zueinander sowie rechtwinklig zur Rotations-achse verlaufen. Am unteren Ende ist eine zu öffnende Klappe angebracht, die im geschlossenen Zustand dicht schließt, siehe Bilder M.1 und M.2. Der Auslaufkegel ist auf einen Aufnahmeständer gestellt, so dass sich die untere Öffnung (250 ± 2) mm über der Bodenplatte befindet. (3) Sofern der Auslaufkegel aus einem anderen Material besteht, müssen Daten aus Prüfungen der Eigenschaf-ten des Materials in der praktischen Anwendung zur Verfügung stehen, aus denen hervorgeht, dass das Mate-rial auf Dauer dem Metall gleichwertig ist. M.3.3 Messwerkzeuge Es ist ein Lineal oder ein Maßband mit einer Mindestlänge von 1000 mm und Unterteilungen von maximal 5 mm entlang der gesamten Länge zu verwenden. M.3.4 Stoppuhr Die verwendete Stoppuhr muss eine Messgenauigkeit von ± 0,1 s aufweisen. M.3.5 Wasserwaage Die waagerechte Ausrichtung der Bodenplatte vor Prüfbeginn muss durch eine Wasserwaage sichergestellt sein.
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DAfStb-Richtlinie Selbstverdichtender Beton (SVB-Richtline) – Teil 2
10
M.3.6 Behälter Zur Aufnahme der Probe ist ein Behälter mit einem Fassungsvermögen von mindestens 6 l zu verwenden. M.3.7 Abstreichlineal Zum Abstreichen des Betons auf Höhe des oberen Rands des Auslaufkegels ist ein geeignetes Lineal zu verwenden.
390
2
25
02
(Abs
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zur
G
rund
plat
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63 2
Klappe
Grundplatte ( 900 x 00 ) 9
194 2
Bild M.1 – Auslaufkegel auf einem Aufnahmeständer und Bodenplatte (Querschnitt – Abmessungen in mm)
Bild M.2 – Auslaufkegel auf einem Aufnahmeständer und Bodenplatte
M.4 Untersuchungsprobe Es ist eine Probe von mindestens 6 l in Übereinstimmung mit DIN EN 12350-1 zu entnehmen. M.5 Durchführung (1) Die gereinigte Bodenplatte ist in stabiler, waagerechter Lage zu positionieren. Der Auslaufkegel ist in die Mitte der Setzfließplatte zu stellen. Anschließend sind alle Innenflächen, einschließlich der Klappe, anzufeuch-ten. Die Klappe wird geschlossen und die Betonprobe in einem Arbeitsgang ohne Rütteln oder mechanisches Verdichten in den Auslaufkegel gefüllt. Mit dem Abstreichlineal wird der Beton bündig zum oberen Rand des Auslaufkegels abgezogen. Etwa 10 s nach dem Abziehen des Betons ist die Klappe vollständig und zügig zu öffnen. Der Prüfer muss dabei von oben auf den Auslaufkegel schauen. Die Zeit tFC, die von der Öffnung der Klappe bis zu dem Moment vergeht, zu dem durch den Auslaufkegel erstmalig der Beton auf der Grundplatte sichtbar wird, ist auf 0,5 s genau zu messen. Die Zeit tFC entspricht der Kegelauslaufzeit. Die Prüfung ist abge-schlossen, wenn der Beton auf der Bodenplatte nicht mehr erkennbar fließt.
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DAfStb-Richtlinie Selbstverdichtender Beton (SVB-Richtline) – Teil 2
11
(2) Nach Stabilisierung des Betonflusses wird der größte Ausbreitdurchmesser ohne Störung der Bodenplatte oder des Betons gemessen und als d1 auf 10 mm gerundet aufgezeichnet. Dann wird der Ausbreitdurchmesser im rechten Winkel zu d1 gemessen und auf 10 mm gerundet als d2 aufgezeichnet. Das Kegelsetzfließmaß SFFC ist das Mittel von d1 und d2. Es ist auf 10 mm gerundet anzugeben. Ist die Differenz zwischen d1 und d2 in zwei aufeinanderfolgenden Prüfungen größer als 50 mm, ist der Beton nicht ausreichend fließfähig für das Kegelaus-laufverfahren. (3) Der Betonfluss aus dem Auslaufkegel muss kontinuierlich sein. Falls sich der Trichter verstopft und sicher-gestellt ist, dass diese Verstopfung nicht auf Sedimentation zurückzuführen ist, darf die Prüfung wiederholt wer-den. Verstopfungen sind im Prüfbericht anzugeben. (4) Der ausgebreitete Betonkuchen ist auf Anzeichen einer Entmischung zu überprüfen. Das Ergebnis dieser Beurteilung ist unter Abschnitt M.6 f) in qualitativer Hinsicht festzuhalten, z. B. „keine Anzeichen von Ent-mischung", „starke Anzeichen von Entmischung". ANMERKUNG Anzeichen einer Entmischung können ein Ring aus Zementleim/Mörtel und entmischte grobkörnige Ge-steinskörnungen im Mittelbereich sein. M.6 Prüfbericht Der Prüfbericht muss folgende Angaben enthalten: a) Bezeichnung der Probe; b) Ort, an dem die Prüfung durchgeführt wurde; c) Datum und Zeit der Prüfung; d) Kegelsetzfließmaß, SFFC, auf 10 mm genau; e) Kegelauslaufzeit, tFC, auf 0,5 s genau; f) gegebenenfalls Angaben zur Entmischung des Betons bzw. Verstopfungen; g) Alter des Betons zum Zeitpunkt der Prüfung (sofern bekannt); h) Temperatur des Betons zum Zeitpunkt der Prüfung; i) jegliche Abweichung vom beschriebenen Prüfverfahren; j) eine Erklärung der für die Prüfung in technischer Hinsicht verantwortlichen Person, dass die Prüfung mit
Ausnahme der Vermerke unter i) gemäß diesem Anhang durchgeführt wurde. M.7 Präzisionsdaten Die Wiederholpräzision r und die Vergleichspräzision R wurden in einem Programm ermittelt, an dem 5 Prüfer aus 5 Laboratorien beteiligt waren. Die Ergebnisse wurden in Übereinstimmung mit DIN ISO 5725-2 ausgewer-tet. Die Präzisionsdaten für r und R sind in Tabelle M.1 angegeben. Das Setzfließmaß des verwendeten selbst-verdichtenden Betons nach DIN EN 12350-8 betrug 770 mm, die Trichterauslaufzeit nach DIN EN 12350-9 be-trug 4,9 s.
Tabelle M.1 – Präzisionsdaten für das mit dem Auslaufkegel ermittelte Kegelsetzfließmaß und die Kegelauslaufzeit
S 1 2
Z Prüfung Präzisionsdaten Kegelsetzfließmaß
1 Wiederholpräzision r in mm 29
2 Vergleichspräzision R in mm 81
Kegelauslaufzeit 4 Wiederholpräzision r in s 1,1 5 Vergleichspräzision R in s 1,4
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DAfStb-Richtlinie Selbstverdichtender Beton (SVB-Richtline) – Teil 2
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Anhang N (normativ) – Verfahren zur Bestimmung des Verarbeitbarkeitsbereiches von selbstver-dichtendem Beton N.1 Allgemeines (1) Bei der Rezepturentwicklung und in der Erstprüfung ermittelt der Betonhersteller in Frischbetonprüfungen den optimalen Verarbeitbarkeitsbereich für seinen selbstverdichtenden Beton. Der optimale Verarbeitbarkeits-bereich ist dadurch gekennzeichnet, dass der Beton bei der geplanten Verarbeitungs- oder Betontemperatur über den geplanten Verarbeitungszeitraum ausreichend fließt, entlüftet und sedimentationsstabil ist. Um für alle Formen des selbstverdichtenden Betons einheitliche Regeln und Bewertungsmaßstäbe zu setzen, wird im Fol-genden ein Verfahren zur Bestimmung des Verarbeitbarkeitsbereiches von selbstverdichtendem Beton be-schrieben. (2) Als Messverfahren zur Bestimmung des Fließverhaltens von selbstverdichtendem Beton haben sich das Setzfließmaß und die Trichterauslaufzeit bewährt, die üblicherweise getrennt nach DIN EN 12350-8 und DIN EN 12350-9 bestimmt werden. Das Setzfließmaß und die Trichterauslaufzeit können aber auch in einem Arbeitsschritt mittels Auslaufkegel nach Anhang M bestimmt werden. Während das Setzfließmaß überwiegend von der Fließgrenze beeinflusst wird, hängt die Trichterauslaufzeit hauptsächlich von der Viskosität ab. Zur Er-mittlung des optimalen Verarbeitbarkeitsbereiches wird zusätzlich zur Prüfung des Setzfließmaßes und der Trichterauslaufzeit die Sedimentationsstabilität des Frischbetons ermittelt. N.2 Bestimmung des SVB-Verarbeitbarkeitsbereiches (1) Für die Beurteilung der Verarbeitbarkeit des selbstverdichtenden Betons wird in einem Diagramm die Trich-terauslaufzeit tTr über das zugehörige Setzfließmaß sm aufgetragen, siehe Bild N.1. In diesem Diagramm kann für den selbstverdichtenden Beton unter Berücksichtigung der Ergebnisse der Prüfung der Sedimentationsstabi-lität nach DIN EN 12350-11 ein Bereich durch Festlegung von unteren und oberen Grenzwerten für Setzfließ-maß und Trichterauslaufzeit eingegrenzt werden, in dem eine ausreichend fließfähige und entmischungsarme Verarbeitbarkeit vorliegt, blockierungsfreies Fließen vorausgesetzt. Das blockierungsfreie Fließen wird separat bei der Prüfung des Setzfließmaßes mit Blockierring ermittelt. Außerhalb des SVB-Verarbeitbarkeitsbereiches liegen Betonzusammensetzungen, die zu Sedimentation neigen bzw. nicht ausreichend entlüften (Luftein-schluss) oder nicht ausreichend fließen (Stagnation). (2) Durch die festgelegten unteren und oberen Grenzwerte für Setzfließmaß und Trichterauslaufzeit werden der Zielwert und die zulässigen Abweichungen vom Zielwert wie folgt bestimmt: Zielwert des Setzfließmaßes sm: sm = (smu + smo) / 2 zulässige Abweichung vom Zielwert: sm = (smo - smu) / 2 Zielwert der Trichterauslaufzeit tTr: tTr = (tTr,u + tTr,o) / 2 zulässige Abweichung vom Zielwert: tTr = (tTr,o - tTr,u) / 2 (3) Da selbstverdichtende Betone unterschiedliches Verhalten in verschiedenen Frischbetontemperaturberei-chen zeigen, muss in der Erstprüfung der zum Einsatz kommende Temperaturbereich nachgewiesen werden. Gegebenenfalls müssen in Abhängigkeit von der Temperatur unterschiedliche SVB-Verarbeitungsfenster fest-gelegt werden. (4) Der Hersteller gibt die Zielwerte und zulässigen Abweichungen für das Setzfließmaß und die Trichteraus-laufzeit als Maß für die Verarbeitungseigenschaften an. (5) Die Grenzen des Fensters müssen in einer laufenden Produktion durch die werkseigene Produktionskontrol-le kontinuierlich überprüft werden, da sie sich durch Schwankungen der Ausgangsstoffe verändern können. (6) Befindet sich mindestens ein Wert nicht im Fenster, wird der Beton verworfen oder es müssen geeignete Korrekturmaßnahmen eingeleitet werden, um den selbstverdichtenden Beton wieder in den Verarbeitbarkeitsbereich zu bringen. (7) Alternativ zur Festlegung von Zielwerten und zulässigen Abweichungen darf der Verarbeitbarkeitsbereich auch durch Setzfließmaßklassen und Viskositätsklassen bestimmt werden.
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Setzfließmaß sm in mm
Tric
hter
ausl
aufz
eit t
in s
Tr
Sedimentation
Stagnation
Selbstverdichtung
Lufteinschluss
smosmu
t Tr,u
t Tr,o
Bild N.1 – Beispiel für einen Verarbeitbarkeitsbereich eines selbstverdichtenden Betons
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DAfStb-Richtlinie Selbstverdichtender Beton (SVB-Richtline) – Teil 2
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Anhang O (normativ) – Erstprüfung von selbstverdichtendem Beton zur Ermittlung des Widerstan-des gegen Frost-Tauwechsel und gegen Frost-Taumittel-Beanspruchung O.1 Allgemeines Anhang O regelt die im Rahmen der Erstprüfung von selbstverdichtendem Beton über die DIN EN 206-1, DIN EN 206-9 und DIN 1045-2 hinausgehenden Prüfungen an Festbeton hinsichtlich des Widerstandes gegen Frost-Tau-Wechsel und gegen Frost-Taumittel-Beanspruchung. O.2 Prüfungen am Festbeton in der Erstprüfung O.2.1 Prüfplan Die Festbetonprüfungen richten sich nach der Verwendung des selbstverdichtenden Betons (s. Tabelle O.1).
Tabelle O.1 – Prüfplan für SVB (Expositionsklassen XF2, XF3 und XF4)
Z 1 2 3 4 5
S
Verwendung des SVB für
Prüfung Prüfzeitpunkt Abmessungen der Probekörper
Anzahl Probekörper je Prüftermin
1 XF3a Gesamtluftgehalt im Frischbeton
vor der Probekör-perherstellung
nach Anhang O.2.4
–
Mikroluftgehalt A300 und Abstandsfaktor L im Festbeton
nach DIN EN 480-11
nach DIN EN 480-11
nach DIN EN 480-11
2 XF2a und XF4 Gesamtluftgehalt im Frischbeton
vor der Probekör-perherstellung
nach Anhang O.2.4
–
Mikroluftgehalt A300 und Abstandsfaktor L im Festbeton
nach DIN EN 480-11
nach DIN EN 480-11
nach DIN EN 480-11
a falls Luftporenbeton verwendet wird O.2.2 Widerstand gegen Frost-Tau-Wechsel Die Bestimmung des Gesamtluftgehaltes im Frischbeton erfolgt nach Anhang O.2.4. Bei Herstellung von SVB mit künstlich eingeführten Luftporen (LP-Beton) sind die Luftporenkennwerte Mikroluftgehalt A300 und Abstands-faktor L am Festbeton nach DIN EN 480-11 zu ermitteln. O.2.3 Widerstand gegen Frost-Taumittel-Beanspruchung Die Bestimmung des Gesamtluftgehaltes im Frischbeton erfolgt nach Anhang O.2.4. Bei Herstellung von SVB mit künstlich eingeführten Luftporen (LP-Beton) sind die Luftporenkennwerte Mikroluftgehalt A300 und Abstands-faktor L am Festbeton nach DIN EN 480-11 zu ermitteln. O.2.4 Luftgehalt des Frischbetons Der Luftgehalt des Betons ist mit dem Druckausgleichsverfahren gemäß DIN EN 12350-7 zu bestimmen. Nach dem Füllen des LP-Topfes darf der Beton weder auf dem Rütteltisch noch durch Stochern verdichtet werden. Die Prüfung ist 5 Minuten nach dem Ende des Füllens durchzuführen.
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DAfStb-Richtlinie Selbstverdichtender Beton (SVB-Richtline) – Teil 3
15
Teil 3 – Ergänzungen und Änderungen zu DIN EN 13670 und DIN 1045-3 8 Betonieren 8.3 Lieferung, Annahme und Trans-
port von Frischbeton auf der Bau-stelle
DIN 1045-3, neue Absätze werden einge-fügt
(NA.8) Die Ergebnisse der Erstprüfung müssen vorgelegt werden.
(NA.9) Selbstverdichtender Beton muss nach Übergabe auf der Baustelle die erforderliche Konsistenz eine aus-reichende Zeit lang aufweisen (Verarbeitbarkeitszeit). Die Zeit ist in Abhängigkeit von den Baustellenbedingungen festzulegen. Sie muss so groß sein, dass der in der Scha-lung vorhandene Beton stets mit dem neu hinzukommen-den Beton als einheitliche Masse in der Schalung fließt und aufsteigt.
(NA.10) Die Verarbeitbarkeitszeit darf bei der Fertigteilherstellung 20 Minuten und bei Transportbeton ab Anlieferung auf der Baustelle
45 Minuten nicht unterschreiten.
DIN 1045-3, Anmerkung wird ergänzt
ANMERKUNG Die Temperaturabhängigkeit der Frischbeton-eigenschaften ist besonders zu berücksichtigen.
8.4 Einbringen und Verdichten 8.4.1 Allgemeines
DIN EN 13670, Absätze (1), (2), (3) und (5) gelten nicht, Absatz (6) gilt sinngemäß für SVB
DIN 1045-3, neuer Absatz wird eingefügt (NA.8) Es dürfen keine Trennschichten durch Überfließen bereits angesteifter Frischbetonoberflächen entstehen.
8.4.3 Selbstverdichtender Beton DIN EN 13670, neuer Absatz wird einge-fügt
(2) Eine ausreichende Entlüftung des selbstverdichtenden Betons ist durch Wahl eines geeigneten Einbauverfah-rens sicherzustellen.
8.5 Nachbehandlung und Schutz
DIN EN 13670, Absatz (4), Anmerkung wird ergänzt
ANMERKUNG Auf die Forderung nach dem unmittelbaren Beginn der Nachbehandlung nach dem Einbau von selbstver-dichtendem Beton wird besonders hingewiesen.
8.6 Arbeiten nach dem Betonieren
DIN EN 13670, Absatz (1), Anmerkung wird ergänzt
ANMERKUNG Bei selbstverdichtendem Beton sollten die für den Anwendungsfall vorgesehenen Bearbeitungsverfahren vor Ausführung in einem Praxisversuch überprüft werden.
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DIN 1045-3, Anhang NA NA6 Überwachung des Betonierens
DIN 1045-3, neuer Absatz wird eingefügt
(3) Selbstverdichtender Beton ist mindestens in die Überwachungsklasse 2 mit erweiterten Frischbetonprü-fungen nach Anhang NB einzuordnen.
DIN 1045-3, Tabelle NA.1, Zeile 5, 6. Spiegelstrich wird ergänzt
selbstverdichtender Beton
DIN 1045-3, Anhang NB NB.1 Allgemeines DIN 1045-3, Anhang NB, Tabelle NB.1 wird ersetzt
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DAfStb-Richtlinie Selbstverdichtender Beton (SVB-Richtline) – Teil 3
17
Tabelle NB.1 – Umfang und Häufigkeit der Prüfungen bei SVB
S 1 2 3 4 5
Z Gegenstand Prüfverfahren Anforderung
Häufigkeit für Überwachungsklasse
2 3 Frisch- und Festbetoneigenschaften
1 Lieferschein Augenscheinprüfung Jedes Lieferfahrzeug
2 Konsistenz
Prüfung nach DIN EN 12350-8, al-ternativ nach Teil 2, Anhang M
Verarbeitbarkeits-bereich, wie in Erst-prüfung festgelegt
Jedes Lieferfahrzeug
2a Trichteraus-laufzeit
Prüfung nach DIN EN 12350-9, al-ternativ nach Teil 2, Anhang M
Verarbeitbarkeits-bereich, wie in Erst-prüfung festgelegt
Jedes Lieferfahrzeug
3 Frischbetonroh-dichte DIN EN 12350-6 Wie festgelegt
Bei Herstellung von Probe-körpern für die Festigkeits-prüfung; In Zweifelsfällen
4 Gleichmäßigkeit des Betons
Augenscheinprüfung Homogenes Erschei-nungsbild Jedes Lieferfahrzeug
Vergleich von Eigen-schaften
Stichproben müssen die gleichen Eigen-schaften aufweisen
In Zweifelsfällen
4a Sedimentations-neigung
Prüfung nach DIN EN 12350-11 Wie festgelegt
Mit Betonierbeginn und bei Herstellung von Probekör-pern für die Festigkeitsprü-fung; In Zweifelsfällen
5 Druckfestigkeit nach DIN 1045-3, Anhang NB.2
Wie festgelegt mit den Annahmekriteri-en nach DIN 1045-3, Anhang NB.2
nach DIN 1045-3, Anhang NB.2
6 Luftgehalt von Luftporenbeton DIN EN 12350-7 Wie festgelegt
Zu Beginn jedes Betonierabschnitts; In Zweifelsfällen
7 Andere Eigen-schaften
In Übereinstimmung mit Normen, Richtli-nien oder wie vorab vereinbart
-- -- --
Technische Einrichtungen
9 Mess- und La-borgeräte
Funktionskontrolle Ausreichende Mess-genauigkeit
Je Betoniertag
DIN 1045-3, Anhang NC NC.1 Ständige Betonprüfstelle DIN 1045-3 NC.1 (2) wird ersetzt
Das mit der Verarbeitung von selbstverdichtendem Beton befasste Personal ist vor der ersten Betonage durch die ständige Betonprüfstelle besonders zu schulen. Die Schulungen sind zu dokumentieren.
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DEUTSCHER AUSSCHUSS FÜR STAHLBETON
DAfStb-Richtlinie
Stahlfaserbeton Ausgabe November 2012 Ersatz für Ausgabe März 2010; bisherige Vertriebsnummer 65050 Ergänzungen und Änderungen zu DIN EN 1992-1-1 in Verbindung mit DIN EN 1992-1-1/NA, DIN EN 206-1 in Verbindung mit DIN 1045-2 und DIN EN 13670 in Verbindung mit DIN 1045-3 Teil 1: Bemessung und Konstruktion Teil 2: Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität Teil 3: Hinweise für die Ausführung Die Verpflichtungen aus der Richtlinie 98/34/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 22. Juni 1998 über ein Informationsverfahren auf dem Gebiet der Normen und technischen Vorschrif-ten und der Vorschriften für die Dienste der Informationsgesellschaft (ABl. L 204 vom 21.07.1998, S. 37), zuletzt geändert durch Artikel 26 Absatz 2 der Verordnung (EU) Nr. 1025/2012 des Europäi-schen Parlaments und des Rates vom 25. Oktober 2012 (ABl. L 316 vom 14.11.2012, S. 12), sind beachtet worden. Bezüglich der in dieser Richtlinie genannten Normen, anderen Unterlagen und technischen Anforde-rungen, die sich auf Produkte oder Prüfverfahren beziehen, gilt, dass auch Produkte bzw. Prüfverfah-ren angewandt werden dürfen, die Normen oder sonstigen Bestimmungen und/oder technischen Vor-schriften anderer Mitgliedstaaten der Europäischen Union oder der Türkei oder einem EFTA-Staat, der Vertragspartei des EWR-Abkommens ist, entsprechen, sofern das geforderte Schutzniveau in Bezug auf Sicherheit, Gesundheit und Gebrauchstauglichkeit gleichermaßen dauerhaft erreicht wird.
Herausgeber: Deutscher Ausschuss für Stahlbeton e. V. – DAfStb Budapester Straße 31 D-10787 Berlin Telefon: 030 2693-1320 [email protected] Der Deutsche Ausschuss für Stahlbeton (DAfStb) beansprucht alle Rechte, auch das der Übersetzung in fremde Sprachen. Ohne ausdrückliche Genehmigung des DAfStb ist es nicht gestattet, diese Veröffentlichung oder Teile daraus auf fotomechanischem Wege oder auf andere Art zu vervielfältigen.
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3
Vorwort zu dieser Richtlinie Die Richtlinie regelt Eigenschaften und Anwendungen des Baustoffes „Stahlfaserbeton“, die nicht durch DIN EN 1992-1-1 in Verbindung mit DIN EN 1992-1-1/NA (Eurocode 2), DIN EN 206-1 in Verbindung mit DIN 1045-2 und DIN EN 13670 in Verbindung mit DIN 1045-3 bzw. die DAfStb-Richtlinien „Betonbau beim Umgang mit wassergefährdenden Stoffen“ bzw. „Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton“ abgedeckt sind. In beiden o. g. Richtlinien ist der Einsatz von Stahlfaserbeton bereits vorgesehen. Durch Stahlfasern können im gerissenen Beton, ähnlich wie beim Stahlbeton, Zugkräfte über den Riss hinweg übertragen werden. Diese Eigenschaft kann im Grenzzustand der Tragfähigkeit und im Grenzzu-stand der Gebrauchstauglichkeit genutzt werden. Der Zugwiderstand nimmt jedoch i. d. R. mit größer wer-dender Verformung ab; d. h. die Last-Verformungs-Kurve weist nach der Rissbildung einen abfallenden Ast auf. Bild V.1 zeigt das prinzipielle Verhalten von Stahlfaserbeton auf Zug im Vergleich zu unbewehr-tem Beton und Stahlbeton.
Bild V.1 – Last-Verformungsverhalten von Beton, Stahlfaserbeton und Stahlbeton Die Richtlinie nimmt eine Klassifizierung des Stahlfaserbetons anhand der Nachrissbiegezugfestigkeit in Leistungsklassen vor. Es gibt zwei Leistungsklassen: – Leistungsklasse L1 für kleine Verformungen; – Leistungsklasse L2 für größere Verformungen und in Kombination mit Betonstahlbewehrung. Der Planer legt die Leistungsklassen fest. Die Betonzusammensetzung einschließlich Faserart und -menge wird durch den Hersteller des Stahlfaserbetons festgelegt.
l
FF
F
l
Beton
wc
StahlfaserbetonF
StahlbetonF
l
l = nwStB
l = wf
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DAfStb-Richtlinie Stahlfaserbeton – Teil 1
5
Teil 1 – Ergänzungen und Änderungen zu DIN EN 1992-1-1 und DIN EN 1992-1-1/NA 1 Allgemeines 1.1 Anwendungsbereich 1.1.2 Anwendungsbereich des Eurocode 2 Teil 1-1
DIN EN 1992-1-1, Absatz (1)P wird er-setzt
(1)P Diese Richtlinie gilt zusammen mit Teil 1-1 des Eurocode 2 für die Bemessung und Konstruktion von Trag-werken des Hoch- und Ingenieurbaus aus Stahlfaserbeton sowie Stahlfaserbeton mit Betonstahlbewehrung bis ein-schließlich zur Druckfestigkeitsklasse C50/60. Die Richtlinie gilt nur bei Verwendung von Stahlfasern mit formschlüssiger, mechanischer Verankerung. ANMERKUNG: Mechanisch verankerte Fasern sind in der Regel gewellte oder gekröpfte Fasern oder Fasern mit aufgestauchten Köpfen.
Für auf Biegung oder Zug beanspruchte Bauteile, die nach dieser Richtlinie bemessen werden, muss nach Ausbildung von Rissen bis zum Erreichen des Grenzzustandes der Trag-fähigkeit am Gesamttragsystem (Systemgleichgewicht) ein Gleichgewichtssystem nachgewiesen werden. Ein Gleichge-wichtssystem ist für diesen Zustand erreichbar, wenn mindes-tens eine der folgenden Voraussetzungen erfüllt ist:
– Schnittgrößenumlagerung innerhalb statisch unbestimmter Systeme;
– Kombination mit Betonstahlbewehrung; – Normaldruckkräfte infolge äußerer Einwirkungen. Statisch bestimmte Systeme, die ihre Biegetragfähigkeit nur über Stahlfasern eines Einzelquerschnittes erhalten, sind nicht zulässig. Das Querschnittsgleichgewicht muss in diesen Fäl-len durch zusätzliche Einlagen von Betonstahl sichergestellt werden.
DIN EN 1992-1-1, Absatz (4)P wird er-gänzt
Diese Richtlinie gilt außerdem für folgende Baustoffe und Bauteile nicht:
– Bauteile aus vorgespanntem Stahlfaserbeton; – gefügedichte und haufwerksporige Leichtbetone; – hochfeste Betone der Druckfestigkeitsklassen ab C55/67; – selbstverdichtende Betone; – Stahlfaserspritzbetone; – Stahlfaserbetone ohne Betonstahlbewehrung in den Expo-
sitionsklassen XS2, XD2, XS3 und XD3, bei denen die Stahlfasern rechnerisch in Ansatz gebracht werden.
ANMERKUNG zum letzten Spiegelstrich: Stahlfaserbeton mit Beton-stahlbewehrung darf grundsätzlich in allen Expositionsklassen ver-wendet und in den rechnerischen Grenzzuständen berücksichtigt werden.
DIN EN 1992-1-1, neuer Absatz (R.5) wird eingefügt
(R.5) Sinngemäß ist die Anwendung dieser Richtlinie auch auf nichttragende Bauteile möglich. Die Anwendung der Richtlinie sollte hierfür im Einzelfall vereinbart werden.
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DAfStb-Richtlinie Stahlfaserbeton – Teil 1
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1.2 Normative Verweisungen 1.2.2 Weitere normative Verweisungen
Die nachfolgenden normativen Verweisungen und Hinweise gelten für diesen Teil der Richtlinie zusätzlich zu den Angaben in DIN EN 1992-1-1 und DIN EN 1992-1-1/NA. DIN EN 14889-1, Fasern für Beton – Teil 1: Stahlfasern –
Begriffe, Festlegungen und Konformität
1.5 Begriffe 1.5.2 Besondere Begriffe und Definitionen in dieser Norm
Die nachfolgenden Begriffe und Formelzeichen gelten für diesen Teil der Richtlinie zusätzlich zu den An-gaben in DIN EN 1992-1-1 und DIN EN 1992-1-1/NA. Begriffe werden ergänzt R.1.5.2.27 Stahlfaserbeton
Stahlfaserbeton ist ein Beton nach DIN EN 206-1/DIN 1045-2, dem zum Erreichen bestimmter Eigenschaften Stahlfasern zugegeben werden. Diese Richtlinie berücksichtigt rechne-risch die Wirkung der Fasern.
R.1.5.2.28 Nachrisszugfestigkeit Fiktive Festigkeit des Stahlfaserbetons in der Zugzone nach Überschreiten der Zugfestigkeit des reinen Betons. Die tat-sächlich in den Stahlfasern auftretenden Zugkräfte werden auf die Fläche der Betonzugzone bezogen; die resultierende Kraftrichtung ist normal zur Rissfläche orientiert.
R.1.5.2.29 Nachrissbiegezugfestigkeit Der Biegezugfestigkeit entsprechender Wert des Quer-schnittswiderstandes bei Biegung nach Ausbildung von Rissen.
R.1.5.2.30 Leistungsklasse Kennzeichnung der charakteristischen Werte der Nachriss-biegezugfestigkeiten von Stahlfaserbeton für die Verformun-gen 1 und 2. Den Verformungen 1 und 2 sind Durchbie-gungswerte im Versuch nach Teil 2, Anhang O, zugeordnet.
1.6 Formelzeichen große lateinische Buchstaben werden ergänzt
Af
ct zum jeweiligen Gleichgewichtszustand gehörige unter Zugspannung stehende Querschnittsfläche der gerissenen Querschnitte bzw. Fließgelenke
Afs,min Mindestbewehrungsquerschnitt von Stahlfaserbeton
Ffd aus der Nachrisszugfestigkeit des Stahlfaserbetons resultierende Biegezugkraft
L Leistungsklasse L1 Leistungsklasse 1 L2 Leistungsklasse 2 V fRd,c Bemessungswert der durch den Stahlfaserbeton
ohne Querkraftbewehrung aufnehmbaren Querkraft VRd,cf Bemessungswert der durch die Stahlfaserwirkung
aufnehmbaren Querkraft V fRd,s Bemessungswert der durch die Tragfähigkeit der
Querkraftbewehrung einschließlich Stahlfaserwir-kung begrenzten aufnehmbaren Querkraft
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DAfStb-Richtlinie Stahlfaserbeton – Teil 1
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kleine lateinische Buchstaben werden ergänzt
f
ct0 Grundwert der zentrischen Nachrisszugfestigkeit des Stahlfaserbetons
fct0,L1 Grundwert der zentrischen Nachrisszugfestigkeit
des Stahlfaserbetons in Leistungsklasse 1 bei Ver-wendung der vollständigen Spannungs-Dehnungs-linie nach Bild R.1 oder R.2
fct0,L2 Grundwert der zentrischen Nachrisszugfestigkeit
des Stahlfaserbetons in Leistungsklasse 2 bei Ver-wendung der vollständigen Spannungs-Dehnungs-linie nach Bild R.1 oder R.2
fct0,s Grundwert der zentrischen Nachrisszugfestigkeit
des Stahlfaserbetons im Grenzzustand der Ge-brauchstauglichkeit bei Verwendung von Beton-stahlbewehrung
fct0,u Grundwert der zentrischen Nachrisszugfestigkeit
des Stahlfaserbetons bei Verwendung des recht-eckigen Spannungsblocks sowie bei Verwendung von Betonstahlbewehrung im Grenzzustand der Tragfähigkeit
fcflk Charakteristischer Wert der Nachrissbiegezugfes-
tigkeit des Stahlfaserbetons f
ctd,L1 Bemessungswert der zentrischen Nachrisszugfes-tigkeit des Stahlfaserbetons in Leistungsklasse 1 bei Verwendung der vollständigen Spannungs-Dehnungslinie nach Bild R.1 oder R.2
fctd,L2 Bemessungswert der zentrischen Nachrisszugfes-
tigkeit des Stahlfaserbetons in Leistungsklasse 2 bei Verwendung der vollständigen Spannungs-Dehnungslinie nach Bild R.1 oder R.2
fctd,s Bemessungswert der zentrischen Nachrisszugfes-
tigkeit bei Verwendung des rechteckigen Span-nungsblocks sowie bei Verwendung von Beton-stahlbewehrung im Grenzzustand der Gebrauchs-tauglichkeit
fctd,u Bemessungswert der zentrischen Nachrisszugfes-
tigkeit des Stahlfaserbetons bei Verwendung des rechteckigen Spannungsblocks sowie bei Verwen-dung von Betonstahlbewehrung im Grenzzustand der Tragfähigkeit
fctR,j Rechenwert der Nachrisszugfestigkeit des Stahlfa-
serbetons f
ctR,L1 Rechenwert der zentrischen Nachrisszugfestigkeit des Stahlfaserbetons in Leistungsklasse 1 bei Ver-wendung der vollständigen Spannungs-Dehnungslinie nach Bild R.1 oder R.2
fctR,L2 Rechenwert der zentrischen Nachrisszugfestigkeit
des Stahlfaserbetons in Leistungsklasse 2 bei Ver-wendung der vollständigen Spannungs-Dehnungslinie nach Bild R.1 oder R.2
fctR,s Rechenwert der zentrischen Nachrisszugfestigkeit
des Stahlfaserbetons im Grenzzustand der Ge-brauchstauglichkeit bei Verwendung von Beton-stahlbewehrung
fctR,u Rechenwert der zentrischen Nachrisszugfestigkeit
des Stahlfaserbetons bei Verwendung des recht-eckigen Spannungsblocks sowie bei Verwendung von Betonstahlbewehrung im Grenzzustand der Tragfähigkeit
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DAfStb-Richtlinie Stahlfaserbeton – Teil 1
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sfw Länge, über welche ein Riss im Stahlfaserbeton als
verschmiert angesetzt wird, um die rechnerische Dehnung des Stahlfaserbetons unter Zugbeanspru-chung zu erhalten
vRd,cf Bemessungswert der durch die Stahlfaserwirkung aufnehmbaren Querkraft im kritischen Rundschnitt
vfRd,c Durchstanzwiderstand je Flächeneinheit einer Plat-
te ohne Durchstanzbewehrung mit Berücksichti-gung der Faserwirkung
zf innerer Hebelarm der aus der Nachrisszugfestigkeit des Stahlfaserbetons resultierenden Biegezugkraft
kleine griechische Buchstaben werden ergänzt
Verhältniswert des Rechenwertes der Nachrisszug-
festigkeit von Stahlfaserbeton zum Mittelwert der Betonzugfestigkeit; Abminderungsbeiwert zur Be-rücksichtigung von Langzeitwirkungen auf die Nachrisszugfestigkeit
Beiwert zur Ermittlung der Grundwerte der zentri-schen Nachrisszugfestigkeit
Verformung Faktor zur Berücksichtigung der Bauteilgröße; Bei-
wert zur Berücksichtigung der Faserorientierung f Verhältniswert des Rechenwertes der Nachrisszug-
festigkeit zum Mittelwert der Betonzugfestigkeit f
c auf das Bemessungskonzept abgestimmter Abminderungsbeiwert zur Berücksichtigung von Langzeitwirkungen auf die Nachrisszugfestigkeit des Stahlfaserbetons
L1 Beiwert zur Ermittlung des Grundwertes der zentri-schen Nachrisszugfestigkeit des Stahlfaserbetons in Leistungsklasse 1 bei Verwendung der vollstän-digen Spannungs-Dehnungslinie nach Bild R.1 oder R.2
L2 Beiwert zur Ermittlung des Grundwertes der zentri-schen Nachrisszugfestigkeit des Stahlfaserbetons in Leistungsklasse 2 bei Verwendung der vollstän-digen Spannungs-Dehnungslinie nach Bild R.1 oder R.2
s Beiwert zur Ermittlung des Grundwertes der zentri-schen Nachrisszugfestigkeit des Stahlfaserbetons im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit bei Verwendung von Betonstahlbewehrung
u Beiwert zur Ermittlung des Grundwertes der zentri-schen Nachrisszugfestigkeit des Stahlfaserbetons bei Verwendung des rechteckigen Spannungs-blocks sowie bei Verwendung von Betonstahlbe-wehrung im Grenzzustand der Tragfähigkeit
fct Teilsicherheitsbeiwert für die Nachrisszugfestigkeit des Stahlfaserbetons
L1 Verformung im Versuch nach Teil 2, Anhang O, zur Auswertung der Nachrisszugfestigkeit bei Leis-tungsklasse 1
L2 Verformung im Versuch nach Teil 2, Anhang O, zur Auswertung der Nachrisszugfestigkeit bei Leis-tungsklasse 2
fc rechnerische Stauchung des Stahlfaserbetons unter
Druckbeanspruchung
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DAfStb-Richtlinie Stahlfaserbeton – Teil 1
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fct rechnerische Zugdehnung des Stahlfaserbetons
unter Zugbeanspruchung f
ct,u rechnerische Bruchdehnung des Stahlfaserbetons unter Zugbeanspruchung
fsm mittlere Dehnung des Betonstahls unter Berück-
sichtigung der Stahlfaserwirkung f
G Faktor zur Berücksichtigung des Einflusses der Bauteilgröße auf den Variationskoeffizienten
fF Faktor zur Berücksichtigung der Faserorientierung
zur Ermittlung der Rechenwerte der zentrischen Nachrisszugfestigkeiten aus den Grundwerten der zentrischen Nachrisszugfestigkeiten
fw,min Mindestquerkraftbewehrungsgrad unter Berücksich-
tigung der Faserwirkung fs modifizierter Stabdurchmesser der Betonstahlbe-
wehrung beim Rissbreitennachweis mit Berücksich-tigung der Stahlfaserwirkung
fct Zugspannung des Stahlfaserbetons
2 Grundlagen der Tragwerksplanung 2.2 Grundsätzliches zur Bemessung mit Grenzzuständen DIN EN 1992-1-1, neuer Absatz (R.2) wird eingefügt
(R.2) Der Grenzzustand der Tragfähigkeit gilt als erreicht, wenn in den kritischen Querschnitten des Tragwerkes – die kritische Dehnung des Stahlfaserbetons oder – die kritische Stahldehnung oder – die kritische Betondehnung oder wenn am Gesamtsystem der kritische Zustand des indifferen-ten Gleichgewichtes erreicht ist. Eine Stabilisierung des Sys-tems durch Ansatz der Zugfestigkeit des Betons oder der Zug-festigkeit des Stahlfaserbetons ist nicht zulässig, wohingegen die Nachrisszugfestigkeit zur Stabilisierung herangezogen werden darf.
2.4 Nachweisverfahren mit Teilsicherheitsbeiwerten 2.4.2 Bemessungswerte
2.4.2.4 Teilsicherheitsbeiwerte für Baustoffe
DIN EN 1992-1-1/NA, Tabelle 2.1DE wird ergänzt
Die Tabelle 2.1DE wird durch eine Spalte 4 gemäß Tabelle R.1 ergänzt.
Tabelle R.1 – Teilsicherheitsbeiwert für Stahlfaserbeton in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit (Ergänzung zu DIN EN 1992-1-1/NA, Tabelle 2.1DE)
Spalte 1 4
Zeile Bemessungssituationen f
ct für Stahlfaserbeton ohne bzw. mit Betonstahlbewehrung
1 ständig und vorübergehend 1,25
2 außergewöhnlich
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DAfStb-Richtlinie Stahlfaserbeton – Teil 1
10
NA.2.8 Bautechnische Unterlagen NA.2.8.2 Zeichnungen DIN EN 1992-1-1/NA, Absatz (3)P, Spie-gelstrich wird ergänzt
DIN EN 1992-1-1/NA, neue Absätze (R.5)P und (R.6)P werden eingefügt
– die Leistungsklassen des Stahlfaserbetons
(R.5)P Auch für Stahlfaserbeton ohne und mit Betonstahlbe-wehrung sind Bewehrungszeichnungen anzufertigen. Darin sind die Bereiche zu kennzeichnen, in denen Stahlfaserbeton verwendet wird. In den Zeichnungen müssen insbesondere die Druckfestigkeitsklassen, die Expositions- und Feuchtig-keitsklassen sowie die erforderlichen Leistungsklassen ange-geben werden. Abhängig von den lichten Abständen der Be-tonstahlbewehrung ist ggf. die maximale Länge der Stahlfa-sern festzulegen. (R.6)P In den Ausführungszeichungen sind die Betonier-abschnitte sowie die Betonierreihenfolge verbindlich vorzuge-ben.
3 Baustoffe
DIN EN 1992-1-1, neue Abschnitte R.3.5 und R.3.6 werden eingefügt
R.3.5 Stahlfasern (1)P Es gilt DIN 1045-2 in Verbindung mit DIN EN 14889-1. Die Konformität der Stahlfasern muss gemäß dem System "1" bescheinigt sein.
R.3.6 Stahlfaserbeton
R.3.6.1 Allgemeines
(1)P Die Leistungsklassen für Stahlfaserbeton werden durch das vorangestellte Symbol L gekennzeichnet. Die erste Zahl bezeichnet die Leistungsklasse L1 für die Verformung L1 und die zweite Zahl bezeichnet die Leistungsklasse L2 für die Ver-formung L2. Beide Leistungsklassen sind zusätzlich zu der Druckfestigkeitsklasse und den Expositionsklassen anzuge-ben (Bezeichnung siehe z. B. R.3.6.3 (1)P). In Tabelle R.2 ist die Beziehung zwischen Verformungswerten und Leistungs-klassen angegeben.
Tabelle R.2 – Verformungswerte und Leistungsklassen für Stahlfaserbeton
Spalte 1 2 3
Zeile Leistungs-
klasse Nachweise im Grenzzustand der Verformungswerte im Versuch nach Teil 2, Anhang O
1 L1 Gebrauchstauglichkeit L1 = 0,5 mm
2 L2 Tragfähigkeit/Gebrauchstauglichkeit bei Verwendung von Betonstahlbewehrung L2 = 3,5 mm
R.3.6.2 Eigenschaften Stahlfaserbeton besitzt eine Nachrisszugfestigkeit (siehe Bil-der R.1 und R.2). Diese Nachrisszugfestigkeit ist fiktiv und wird auf den Betonquerschnitt bezogen. Sie darf nicht zur Ermittlung von Stahlspannungen in den Fasern herangezogen werden.
R.3.6.3 Festigkeiten
(1)P Die Bezeichnungen der Leistungsklassen entsprechen den charakteristischen Werten der Nachrissbiegezugfestigkei-ten für die jeweiligen Verformungen. Diese charakteristischen Werte sind für den Stahlfaserbeton nach Teil 2, Anhang O, nachzuweisen.
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DAfStb-Richtlinie Stahlfaserbeton – Teil 1
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Die Angabe der Leistungsklasse ist nach folgendem Beispiel vorzunehmen: C30/37 – L1,2/0,9 – XC1 – WO Dabei ist C30/37 Druckfestigkeitsklasse des Betons nach
DIN EN 206-1 und DIN 1045-2; L1,2/0,9 Stahlfaserbeton der Leistungsklasse L1-1,2
für die Verformung 1, Stahlfaserbeton der Leistungsklasse L2-0,9 für die Verformung 2 (s. a. Teil 2, Anhang O);
XC1 Expositionsklasse; WO Feuchtigkeitsklasse. ANMERKUNG: Die Leistungsklasse L1 ist in der Regel größer oder gleich Leistungsklasse L2.
(2)P Die Grundwerte der zentrischen Nachrisszugfestigkeiten in Tabelle R.3 ergeben sich aus dem charakteristischen Wert der Nachrissbiegezugfestigkeit f
cflk nach Teil 2, Anhang O, zu: f
ct0,L1 = fcflk,L1 L1 (R.3.31)
fct0,L2 = f
cflk,L2 L2 (R.3.32)f
ct0,u = fcflk,L2 u (R.3.33)
fct0,s = f
cflk,L2 s (R.3.34)Gl. (R.3.34) gilt für L2/L1 1,0, sonst gilt Absatz (4)P.
Dabei ist f
ct0,L1 Grundwert der zentrischen Nachrisszugfestigkeit nach Tabelle R.3, Spalte 2;
fct0,L2 Grundwert der zentrischen Nachrisszugfestigkeit
nach Tabelle R.3, Spalte 4; f
ct0,u Grundwert der zentrischen Nachrisszugfestigkeit nach Tabelle R.3, Spalte 5;
fct0,s Grundwert der zentrischen Nachrisszugfestigkeit
nach Tabelle R.3, Spalte 6; L1 Wert nach Absatz (3); L2 Wert nach Absatz (3); u = 0,37; für den Spannungsblock; s = 0,37; bei Verwendung von Betonstahlbewehrung.
(3) Wenn das Verhältnis der Leistungsklassenwerte L2/L1 größer als 0,7 ist, darf L1 = 0,40 bzw. L2 = 0,25 angesetzt werden. Ansonsten ist für die Nachweise im Grenzzustand der Tragfähigkeit der Spannungsblock anzunehmen. Für genaue-re Nachweise zur Bestimmung von L2 ist Teil 2, Anhang P, zu beachten.
(4)P Wenn das Verhältnis der Leistungsklassenwerte L2/L1 größer als 1,0 ist, dann darf der Spannungsblock nicht ange-wendet werden und es gilt: f
ct0,s = fcflk,L1 s (R.3.35)
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DAfStb-Richtlinie Stahlfaserbeton – Teil 1
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(5)P Die Rechenwerte der zentrischen Nachrisszugfestigkei-ten ergeben sich aus den Grundwerten der zentrischen Nach-risszugfestigkeiten zu: f
ctR,L1 = fF f
G fct0,L1 (R.3.36)
fctR,L2 = f
F fG f
ct0,L2 (R.3.37)f
ctR,u = fF f
G fct0,u (R.3.38)
fctR,s = f
F fG f
ct0,s (R.3.39) Dabei ist f
G Faktor zur Berücksichtigung des Einflusses der Bau-teilgröße auf den Variationskoeffizienten = 1,0 + Af
ct0,5 1,70; f
F Faktor zur Berücksichtigung der Faserorientierung, f
F = 0,5; bei ebenen, liegend hergestellten flächen-haften Bauteilen (b > 5h) oder bei Balken in ihrer Längsrichtung darf f
F = 1,0 bei Biege- und Zugbean-spruchung angenommen werden;
Afct zum jeweiligen Gleichgewichtszustand gehörige,
unter Zugspannung stehende Querschnittsfläche der gerissenen Bereiche bzw. Fließgelenke in m2.
ANMERKUNG: Bei Bauteilen unter reiner Biegung ohne Normalkraft darf Af
ct mit 0,9 Ac abgeschätzt werden.
Tabelle R.3 – Leistungsklassen L1 und L2 für Stahlfaserbeton mit zugehörigen Grundwerten der zentrischen Nachrisszugfestigkeiten
Spalte 1 2 3 4 5 6
Grundwerte der zentrischen Nachrisszugfestigkeit fct0 in N/mm2
Verformung 1 Verformung 2
Zeile L1 fct0,L1 L2 f
ct0,L2 fct0,u f
ct0,s c 1 0 < 0,16 0 – – – 2 0,4 a 0,16 0,4 a 0,10 0,15 0,15 3 0,6 0,24 0,6 0,15 0,22 0,22 4 0,9 0,36 0,9 0,23 0,33 0,33 5 1,2 0,48 1,2 0,30 0,44 0,44 6 1,5 0,60 1,5 0,38 0,56 0,56 7 1,8 0,72 1,8 0,45 0,67 0,67 8 2,1 0,84 2,1 0,53 0,78 0,78 9 2,4 0,96 2,4 0,60 0,89 0,89
10 2,7 b 1,08 2,7 b 0,68 1,00 1,00 11 3,0 b 1,20 3,0 b 0,75 1,11 1,11
a nur für flächenhafte Bauteile (b > 5h). b Für Stahlfaserbeton dieser Leistungsklassen ist eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung oder eine Zustim-
mung im Einzelfall erforderlich. c gilt für L2/L1 1,0; für L2/L1 > 1,0 siehe Absatz (4)P.
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R.3.6.4 Spannungs-Dehnungs-Linie für nichtlineare Verfahren der Schnittgrößenermittlung und für Verformungsberechnungen
(1) Die Spannungen und Dehnungen modellieren fiktiv die Tragwirkung des Verbundbaustoffes Stahlfaserbeton. Im ge-zogenen Bereich dürfen für Stahlfaserbeton daher ersatzwei-se die nachfolgend angegebenen trilinearen Spannungs-Dehnungslinien angesetzt werden. In den Bildern R.1 und R.2 bedeuten: f
c t Zugspannung des Stahlfaserbetons; f
ctd,L1 Bemessungswert der zentrischen Nachrisszugfestig-keit des Stahlfaserbetons in Leistungsklasse 1 bei Verwendung der vollständigen Spannungs-Dehnungslinie nach Bild R.1 oder R.2;
fctd,L2 Bemessungswert der zentrischen Nachrisszugfestig-
keit des Stahlfaserbetons in Leistungsklasse 2 bei Verwendung der vollständigen Spannungs-Dehnungslinie nach Bild R.1 oder R.2;
fctd,u Bemessungswert der zentrischen Nachrisszugfestig-
keit bei Verwendung des rechteckigen Spannungs-blocks sowie bei Verwendung von Betonstahlbeweh-rung im Grenzzustand der Tragfähigkeit;
fctd,s Bemessungswert der zentrischen Nachrisszugfestig-
keit bei Verwendung des rechteckigen Spannungs-blocks sowie bei Verwendung von Betonstahlbeweh-rung im Grenzzustand der Gebrauchstauglichkeit;
fctR,L1 Rechenwert der zentrischen Nachrisszugfestigkeit
des Stahlfaserbetons in Leistungsklasse 1 bei Ver-wendung der vollständigen Spannungs-Dehnungslinie nach Bild R.1 oder R.2;
fctR,L2 Rechenwert der zentrischen Nachrisszugfestigkeit
des Stahlfaserbetons in Leistungsklasse 2 bei Ver-wendung der vollständigen Spannungs-Dehnungslinie nach Bild R.1 oder R.2;
fctR,s Rechenwert der zentrischen Nachrisszugfestigkeit
des Stahlfaserbetons im Grenzzustand der Ge-brauchstauglichkeit bei Verwendung von Betonstahl-bewehrung;
fctR,u Rechenwert der zentrischen Nachrisszugfestigkeit
des Stahlfaserbetons bei Verwendung des rechtecki-gen Spannungsblocks sowie bei Verwendung von Betonstahlbewehrung im Grenzzustand der Tragfä-higkeit;
fct rechnerische Zugdehnung des Stahlfaserbetons;
fct Sicherheitsbeiwert nach Tabelle R.1;
fc = 0,85; auf das Bemessungskonzept abgestimmter
Abminderungsbeiwert zur Berücksichtigung von Langzeitwirkungen auf die Nachrisszugfestigkeit des Stahlfaserbetons.
(2)P Bei nichtlinearen Verfahren ist der lineare Verlauf der Spannungs-Dehnungslinie bis ctm in der Berechnung mit zu berücksichtigen. Dies gilt auch für genauere Verformungs-berechnungen. Bei der Schnittgrößenermittlung und bei über-schläglichen Verformungsberechnungen darf der lineare Ver-lauf bis ctm unberücksichtigt bleiben.
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DAfStb-Richtlinie Stahlfaserbeton – Teil 1
14
Bild R.1 – Spannungs-Dehnungslinie des Stahlfaser-betons im gezogenen Bereich für die Schnittgrößen- und die Verformungsermittlung bei nichtlinearen Verfahren
R.3.6.5 Spannungs-Dehnungs-Linie für die Querschnittsbemessung
(1)P Im gezogenen Bereich ist entweder die vollständige Spannungs-Dehnungslinie (durchgezogene Linie) oder verein-fachend der Spannungsblock (gestrichelte Linien) nach Bild R.2 für die Querschnittsbemessung im Grenzzustand der Tragfähigkeit anzusetzen.
Bild R.2 – Spannungs-Dehnungslinie des Stahlfaser-betons im gezogenen Bereich für die Querschnitts-
bemessung im Grenzzustand der Tragfähigkeit außer für nichtlineare Verfahren
4 Dauerhaftigkeit und Betondeckung 4.4 Nachweisverfahren 4.4.1.2 Mindestbetondeckung cmin
DIN EN 1992-1-1, Absatz (1)P wird er-gänzt
Für den Nachweis des Feuerwiderstandes von Bauteilen aus Stahlfaserbeton mit Betonstahlbewehrung gelten die Rege-lungen von DIN EN 1992-1-2 in Verbindung mit DIN EN 1992-1-2/NA.
fct in N/mm²
fct in ‰ 25 3,5 /E
1,04fctR,L2
1,04 fctR,L1
1,04fctR,u
ctm
0,3 ctm cm
fctd,u = f
c fctR,u / f
ct
fct in ‰ 25 3,5 0,1
fctd,L2 = f
c fctR,L2 / f
ct
fctd,L1 = f
c fctR,L1 / f
ct fctd,s = f
c fctR,s / f
ct
bzw.
fct in N/mm²
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DAfStb-Richtlinie Stahlfaserbeton – Teil 1
15
DIN EN 1992-1-1, Absatz (5) wird ergänzt
Für Stahlfaserbeton gelten die Mindestbetondeckungen cmin,dur nur für gegebenenfalls eingelegten Betonstahl, nicht jedoch für die Stahlfasern. Fasern können oberflächennah korrodie-ren und gegebenenfalls Rostverfärbungen verursachen. Eine Beeinträchtigung der Dauerhaftigkeit ist damit nicht gegeben.
5 Ermittlung der Schnittgrößen 5.6 Verfahren nach der Plastizitätstheorie 5.6.1 Allgemeines
DIN EN 1992-1-1, neuer Absatz (R.6) wird eingefügt
(R.6) Verfahren nach der Plastizitätstheorie dürfen bei Stahl-faserbetonbauteilen grundsätzlich angewendet werden, wenn die überwiegende Zugtragwirkung durch Betonstahl erzielt wird. In allen anderen Fällen beschränkt sich die Anwendung der Plastizitätstheorie auf elastisch gebettete Bauteile, rück-verankerte Unterwasserbetonsohlen, pfahlgestützte Boden-platten, schalenförmige Bauteile und monolithisch hergestellte Fertigteilbehälter.
5.7 Nichtlineare Verfahren
DIN EN 1992-1-1, Absatz (1) wird ergänzt
Nichtlineare Verfahren dürfen bei Stahlfaserbetonbauteilen grundsätzlich angewendet werden, wenn die überwiegende Tragwirkung durch Betonstahl erzielt wird. In allen anderen Fällen beschränkt sich die Anwendung der nichtlinearen Ver-fahren auf elastisch gebettete Bauteile, rückverankerte Unter-wasserbetonsohlen, pfahlgestützte Bodenplatten, schalenför-mige Bauteile und monolithisch hergestellte Fertigteilbehälter.
DIN EN 1992-1-1, Absatz (NA.7)P wird ersetzt
Bei nichtlinearen Verfahren der Schnittgrößenermittlung gilt: Rd = R (cR; 1,04 f
ctR,Li; yR; tR) /R (R.5.12.1) Dabei ist 1,04 f
ctR,Li rechnerischer Mittelwert der vom Stahlfaser- beton nach einer Rissbildung aufnehmbaren Zugbeanspruchung nach Abschnitt 3 für die zugrundegelegten Leistungsklassen L1 oder L2;
cR, yR, tR der jeweilige rechnerische Mittelwert der Festig-keiten des Betons und des Betonstahls;
R der Teilsicherheitsbeiwert für den Systemwider-stand.
DIN EN 1992-1-1/NA, Absatz (NA.9)P wird ergänzt
Bei der Ermittlung der Formänderungen sowie der Verteilung der inneren Kräfte ist in der Zugzone eine Spannungsvertei-lung nach Bild R.2 zugrunde zu legen; für die Druckzone gilt 3.1.5 in DIN EN 1992-1-1 unverändert.
DIN EN 1992-1-1, Absatz (NA.10) wird ergänzt
Bei Verwendung von Stahlfaserbeton gilt entsprechend R = 1,4. Für Stahlfaserbeton mit Betonstahlbewehrung darf ohne Nachweis R = 1,35 für ständige, vorübergehende und außergewöhnliche Bemessungssituationen angesetzt werden. Bei genauem Nachweis gilt für R:
1,3 1,3 + sdfd
fd
FFF,10
1,4; (R.5.12.8)
Erläuterung von Ffd und Fsd, siehe Bild R.3.
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DAfStb-Richtlinie Stahlfaserbeton – Teil 1
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Bild R.3 – Traganteil der Stahlfasern Ffd und Traganteil der Stabbewehrung Fsd im maßgebenden Querschnitt
DIN EN 1992-1-1/NA, Absatz (NA.12)P wird ergänzt
Der Grenzzustand der Tragfähigkeit gilt ebenso als erreicht, wenn zusätzlich zu den in DIN EN 1992-1-1 definierten Grenzdehnungen in einem beliebigen Querschnitt des Trag-werks die rechnerische Bruchdehnung f
ct,u des Stahlfaser-betons gemäß R.3.6.4 erreicht wird.
DIN EN 1992-1-1/NA, Absatz (NA.14)P wird ergänzt
Für die Mitwirkung des Betons auf Zug zwischen den Rissen sind die üblichen Verfahren des Stahlbetonbaus anzuwenden. Dabei ist die Spannung in der Zugbewehrung bei Erstrissbil-dung und im gerissenen Querschnitt unter Berücksichtigung der durch die Fasern im Riss übertragbaren Beanspruchun-gen zu ermitteln.
5.8 Berechnung von Bauteilen unter Normalkraft nach Theorie II. Ordnung 5.8.2 Allgemeines
DIN EN 1992-1-1, neuer Absatz (R.7)P wird eingefügt
(R.7)P Für knickgefährdete Bauteile aus Stahlfaserbeton nach dieser Richtlinie darf die Wirkung der Fasern für den rechneri-schen Nachweis nicht berücksichtigt werden.
5.9 Seitliches Ausweichen schlanker Träger DIN EN 1992-1-1, neuer Absatz (R.5)P wird eingefügt
(R.5)P Eine Anrechnung der Faserwirkung zum rechnerischen Nachweis stabilitätsgefährdeter schlanker Träger ist gemäß dieser Richtlinie nicht zulässig.
5.10 Spannbetontragwerke Bei Anwendung dieser Richtlinie gilt dieser Abschnitt nicht.
Ffd
Fcd
Fsd
h
x
dzs
zf
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6 Nachweise in den Grenzzuständen der Tragfähigkeit (GZT) 6.1 Biegung mit oder ohne Normalkraft und Normalkraft allein DIN EN 1992-1-1, Absatz (2)P wird er-gänzt
Bei der Bestimmung der Querschnittstragfähigkeit bei Ver-wendung von Stahlfaserbeton werden zusätzlich die folgen-den Annahmen getroffen:
die Spannungen im Stahlfaserbeton werden sowohl in der Zug- als auch in der Druckzone aus dem Spannungs-Dehnungsdiagramm entsprechend Bild R.4 bestimmt;
für einen Querschnitt ohne Stabbewehrung wird als stati-sche Höhe die Querschnittshöhe h angesetzt. Für einen mit Stahlfasern bewehrten Querschnitt mit Stabbewehrung gelten die Festlegungen in DIN EN 1992-1-1;
die Dehnungen in der Zugzone werden auf su = f
ct,u = 25 ‰ begrenzt.
DIN EN 1992-1-1, neuer Absatz (R.9)P wird eingefügt
(R.9)P In Arbeitsfugen darf die Faserwirkung nicht angesetzt werden.
Bild R.4 – Ermittlung der Spannungen bzw. Dehnungen für Stahlfaserbeton
6.2 Querkraft 6.2.1 Nachweisverfahren
DIN EN 1992-1-1, Absatz (1)P wird er-gänzt
V f
Rd,c Bemessungswert der durch den Stahlfaserbeton ohne Querkraftbewehrung aufnehmbaren Querkraft;
V fRd,s Bemessungswert der durch die Tragfähigkeit der
Querkraftbewehrung einschließlich Stahlfaserwirkung begrenzten aufnehmbaren Querkraft.
DIN EN 1992-1-1, Absatz (4) wird ergänzt Bei Verwendung von Stahlfaserbeton darf auch bei balkenar-
tigen Bauteilen (b 5h) die Mindestquerkraftbewehrung aus Betonstahl nach DIN EN 1992-1-1, 9.2.2 (5), durch Anrech-nung der Faserwirkung auf Null reduziert werden. Dabei gel-ten für die Werte die unter DIN EN 1992-1-1/NA, Gleichun-gen 9.5aDE und 9.5bDE angegebenen Mindestwerte.
Dehnungsgrenzen nach DIN EN 1992-1-1, Abschnitt 6
fct
s bzw. fct in ‰
fct,u = 25 0 c2 c2u
fc in ‰
b
Fs
fct = 3,5
h d
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6.2.2 Bauteile ohne rechnerisch erforderliche Querkraftbewehrung
DIN EN 1992-1-1, Absatz (1) wird ergänzt Der Bemessungswert der Querkrafttragfähigkeit V fRd,c stahlfa-
serbewehrter Bauteile ist im Allgemeinen nach Gl. (R.6.2c) zu ermitteln.
V fRd,c = VRd,c + VRd,cf (R.6.2c)
Dabei ist VRd,c nach Gl. (6.2a) in DIN EN 1992-1-1.
fct
wf
uctR,fc
cfRd, hb
V
(R.6.2d)
Bei der Ermittlung von fctR,u ist Af
ct = bw d bw 1,50 anzusetzen. Bei Längszugspannungen im Querschnitt darf die Faserwir-kung nicht berücksichtigt werden: VRd,cf = 0. ANMERKUNG: Bei Balken ist stets eine Mindestbewehrung erforder-lich, sofern nicht die Faserwirkung gemäß 9.2.2 ausreichend ist.
6.2.3 Bauteile mit rechnerisch erforderlicher Querkraftbewehrung
DIN EN 1992-1-1, Absatz (3) wird ergänzt
Der Bemessungswert V fRd,s ist bei Bauteilen mit Querkraftbe-
wehrung rechtwinklig zur Bauteilachse einschließlich Stahlfa-serwirkung nach Gl. (R.6.8.1) zu ermitteln. V f
Rd,s = VRd,s + VRd,cf ≤ VRd,max (R.6.8.1) Dabei ist VRd,s nach Gl. (6.8) in DIN EN 1992-1-1; VRd,cf nach Gl. (R.6.2d). Die maximale Querkrafttragfähigkeit VRd,max bei Erreichen der Betondruckstrebenfestigkeit ist nach DIN EN 1992-1-1, Gl. (6.9) zu ermitteln.
DIN EN 1992-1-1, Absatz (4) wird ergänzt
Der Bemessungswert V fRd,s ist bei Bauteilen mit geneigter
Querkraftbewehrung zur Bauteilachse einschließlich Stahlfa-serwirkung nach Gl. (R.6.8.1) zu ermitteln. Dabei ist VRd,s nach Gl. (6.13) in DIN EN 1992-1-1; VRd,cf nach Gl. (R.6.2d). Die maximale Querkrafttragfähigkeit VRd,max bei Erreichen der Betondruckstrebenfestigkeit ist nach DIN EN 1992-1-1, Gl. (6.14) zu ermitteln.
6.2.4 Schubkräfte zwischen Balkensteg und Gurten
DIN EN 1992-1-1, Absatz (4) wird ersetzt (4) Der Nachweis der Querkrafttragfähigkeit darf nach Gl. (R.6.2c) oder Gl. (R.6.2d) geführt werden. Dabei ist bw = hf und z = x zu setzen. Für cp darf die mittlere Betonlängs-spannung gemäß DIN EN 1992-1-1/NA, 6.2.3 (2), im anzu-schließenden Gurtabschnitt mit der Länge x angesetzt wer-den. Vereinfachend darf in Zuggurten cot = 1,0 und in Druckgurten cot = 1,2 gesetzt werden.
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19
6.3 Torsion 6.3.1 Allgemeines
DIN EN 1992-1-1, neuer Absatz (R.6)P wird eingefügt
(R.6)P Beim Nachweis der Torsionstragfähigkeit darf die Wir-kung der Stahlfasern nicht berücksichtigt werden.
6.4 Durchstanzen 6.4.3 Nachweisverfahren
DIN EN 1992-1-1, Absatz (1) wird ergänzt v fRd,c Durchstanzwiderstand je Flächeneinheit einer Platte
ohne Durchstanzbewehrung mit Berücksichtigung der Faserwirkung;
DIN EN 1992-1-1, Absatz (2) wird ergänzt Die Querkräfte sind für den Durchstanznachweis nach der
Elastizitätstheorie zu ermitteln.
DIN EN 1992-1-1, Absatz (2), Punkt b) wird ersetzt
Bei Platten ohne Durchstanzbewehrung aus Betonstahl ist nachzuweisen, dass längs des kritischen Rundschnitts nach DIN EN 1992-1-1, 6.4.2, gilt:
vEd ≤ v fRd,c (R.6.37.1)
6.4.4 Durchstanzwiderstand für Platten oder Fundamente ohne Durchstanzbewehrung
DIN EN 1992-1-1, Absatz (1) wird ergänzt Für Platten oder Fundamente aus Stahlfaserbeton ohne Durchstanzbewehrung aus Betonstahl gilt:
v fRd,c = 2d/avRd,c + vRd,cf ≤ vRd,max (R.6.47.1)
Dabei ist vRd,c nach DIN EN 1992-1-1, Gl. (6.47).
vRd,cf fct
fuctR,
fc,
850 (R.6.47.2)
Bei Längszugspannungen im Querschnitt darf die Faserwir-kung nicht berücksichtigt werden: vRd,cf = 0. Für Platten gilt a = 2∙d. Der maximale Durchstanzwiderstand vRd,max längs des kriti-schen Rundschnittes ist nach DIN EN 1992-1-1/NA, (NDP) 6.4.5 (3), Gl. (NA.6.53.1) zu ermitteln. ANMERKUNG: Bei elastisch gebetteten Bodenplatten ohne zusätzli-che Betonstahlbewehrung für Biegung kann sich aufgrund des ent-festigenden Materialverhaltens des Stahlfaserbetons kein Zuggurt ausbilden, sodass stets Biegeversagen maßgebend ist.
6.4.5 Durchstanzwiderstand für Platten oder Fundamente mit Durchstanzbewehrung
DIN EN 1992-1-1, Absatz (1) wird ergänzt Das Zusammenwirken von Fasern und Durchstanzbewehrung darf bei Platten und Fundamenten nicht angesetzt werden, sofern kein genauerer Nachweis geführt wird.
DIN EN 1992-1-1, Absatz (4) wird ergänzt Bei der Ermittlung des äußeren Rundschnittumfangs uout nach Gl. (6.54) darf vRd,c durch v f
Rd,c nach Gl. (R.6.47.1) ersetzt werden, wenn vRd,c mit CRd,c = 0,15/c ermittelt wird.
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6.5 Stabwerkmodelle 6.5.1 Allgemeines
DIN EN 1992-1-1, neuer Absatz (R.2)P wird eingefügt
(R.2)P Die Zugkräfte des Stabwerkmodells dürfen nur aus-schließlich durch Stahlfaserbeton aufgenommen werden, wenn eine der nachfolgenden Bedingungen eingehalten wird:
– die auftretenden Zugspannungen im ungerissenen Zustand sind geringer als f
ctd,u oder – es wird nachgewiesen, dass eine Begrenzung der Rissbrei-
te auf wk = 0,5 mm im Grenzzustand der Tragfähigkeit ge-geben ist.
Andernfalls ist Betonstahlbewehrung einzulegen, wobei der Anteil der Stahlfasern an der Tragwirkung für die Zugkraft höchstens 30 % (mit f
ctd,u) betragen darf.
6.7 Teilflächenbelastung
DIN EN 1992-1-1, Absatz (4) wird ergänzt
Der Zugstab des Stabwerks in Bild R.5 darf aus Stahlfaserbe-ton alleine oder in Verbindung mit Betonstahlbewehrung nach 6.5 ausgeführt werden. Der Nachweis ist unter Ansatz von f
ctd,u bzw. fctR,s zu führen.
Bild R.5 – Stabwerk zur Bemessung bei Teilflächenlasten
6.8 Nachweis gegen Ermüdung 6.8.1 Allgemeines
DIN EN 1992-1-1, Absatz (R.3)P wird ergänzt
(R.3)P Stahlfasern dürfen in der Regel bei Ermüdungsnach-weisen in dynamisch beanspruchten Bauteilen rechnerisch nicht angesetzt werden. ANMERKUNG: Ein rechnerischer Ansatz der Stahlfasern in beson-deren Fällen muss durch gesonderte Untersuchungen überzeugend gerechtfertigt werden.
0,067h0,133h
0,40h 0,40h
Zugstab idealisierte Spannungs-verteilung im Grenz-zustand der Tragfähigkeit
h1 h ≤ 3h1 Fd
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21
7 Nachweise in den Grenzzuständen der Gebrauchstauglichkeit (GZG) 7.3 Begrenzung der Rissbreiten 7.3.1 Allgemeines
DIN EN 1992-1-1, Absatz (5) wird ergänzt Wenn die Stahlfasern rechnerisch auch zum Nachweis der Tragfähigkeit herangezogen werden, wird DIN EN 1992-1-1/NA, Tabelle 7.1DE um Tabelle R.4 ergänzt. Für Stahlfaserbeton in Kombination mit Betonstahlbewehrung gelten die Anforderungen gemäß DIN EN 1992-1-1/NA, Tabel-le 7.1DE.
DIN EN 1992-1-1, Absatz (9) wird ergänzt Die Begrenzung der Rissbreiten bei Stahlfaserbeton ohne zusätzliche Betonstahlbewehrung darf abweichend dazu nach DIN EN 1992-1-1, 7.3.4, in Verbindung mit dieser Richtlinie nachgewiesen werden:
– in äußerlich statisch unbestimmten Systemen wird durch Umlagerung der Schnittkräfte ein Gleichgewichtssystem nachgewiesen, bei dem in den als gerissen angesehenen Querschnitten die erforderliche Rissbreitenbeschränkung zum Zeitpunkt t = eingehalten ist. Bei der Berechnung der Verformungen ist die Mitwirkung des Betons auf Zug zwischen den Rissen zu berücksichtigen;
– in anderen Systemen mit dauerhaft vorhandener Druckzo-ne;
– für f ≥ k kc. Dabei ist f nach Gl. (R.7.2a oder R.7.2b) anzusetzen.
Die nach 7.3.4 ermittelte Rissbreite ist stets auf Verträglichkeit mit der Systemverformung zu überprüfen. In allen anderen Fällen muss zur Begrenzung der Rissbreite Betonstahlbewehrung angeordnet werden.
DIN EN 1992-1-1/NA, Tabelle 7.1DE, wird für Stahlfaserbeton ohne zusätzliche Betonstahlbewehrung für die angegebenen Expositionsklassen durch Tabelle R.4 ersetzt.
Tabelle R.4 – Rechenwerte wmax für Stahlfaserbeton (in Millimeter)
Expositionsklasse Stahlfaserbeton
ohne zusätzliche Betonstahlbewehrung
mit Einwirkungskombination quasi-ständig
X0, XC1 a 0,4 XC2, XC3 0,3
XC4 0,2XD1, XS1 0,2
a Bei den Expositionsklassen X0 und XC1 hat die Rissbreite keinen Einfluss auf die Dauerhaftigkeit und dieser Grenzwert wird i. Allg. zur Wahrung eines akzeptablen Erscheinungsbildes gesetzt. Fehlen entsprechende Anforderungen an das Er-scheinungsbild, darf dieser Grenzwert erhöht werden.
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7.3.2 Mindestbewehrung für die Begrenzung der Rissbreite
DIN EN 1992-1-1, Absatz (2) wird ergänzt Für die Berechnung der Mindestbewehrung zur Begrenzung der Rissbreite nach DIN EN 1992-1-1, 7.3.2 und 7.3.3 sowie für die Berechnung der Rissbreite nach DIN EN 1992-1-1, 7.3.4, darf Stahlfaserbeton berücksichtigt werden. Für den erforderlichen Mindestbewehrungsquerschnitt von Stahlfaserbeton gilt anstelle von DIN EN 1992-1-1, Gl. (7.1):
s
ctfceffct,
fmins, )(
σAαkkA 1 (R.7.1)
Dabei ist für Stahlfaserbeton mit Betonstahlbewehrung:
ctm
fsctR,
f
α (R.7.2a)
für Stahlfaserbeton ohne Betonstahlbewehrung:
ctm
fL1ctR,
f
α (R.7.2b)
s Betonstahlspannung im Riss ohne Berücksichtigung der Faserwirkung
Wenn der Parameterbereich der Tabelle 7.2DE in DIN EN 1992-1-1/NA überschritten wird, kann die Stahlspan-nung mit Gl. (R.7.3) ermittelt werden.
sks
effct,crcs Ew
dhhkk,
σ
51
(R.7.3)
sks
effct, Ew
6
ANMERKUNG: Alternativ ist ein genauerer Nachweis nach 7.3.4 zulässig.
DIN EN 1992-1-1/NA, Absatz (NA.5) wird ersetzt
(NA.5) Bei dickeren Bauteilen darf die Mindestbewehrung unter zentrischem Zwang für die Begrenzung der Rissbreiten je Bauteilseite unter Berücksichtigung einer effektiven Rand-zone Ac,eff berechnet werden.
Dabei ist
fs
effc,effct,
fmins, α
σA
A 1 (R.7.4)
wobei jedoch der folgende Wert für Afs,min nicht unterschritten
werden darf:
fyk
cteffct,
fmins, αkAA
(R.7.5)
Dabei ist Ac,eff Wirkungsbereich der Bewehrung nach Bild 7.1d)DE mit
Ac,eff = hc,ef b; s Betonstahlspannung im Riss ohne Berücksichtigung der
Faserwirkung.
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Für die Stahlspannung s in Gl. (R.7.4) darf
sks
effct,s Ewσ
6
(R.7.6)
eingesetzt werden. Es muss nicht mehr Mindestbewehrung eingelegt werden als sich nach Gl. (R.7.1) mit Gl. (R.7.2a oder R.7.2b) bzw. nach Abschnitt 7.3.4 ergibt.
7.3.3 Begrenzung der Rissbreite ohne direkte Berechnung
DIN EN 1992-1-1, Absatz (1) wird gestri-chen
DIN EN 1992-1-1/NA, NDP zu 7.3.3 (2) ANMERKUNG wird ersetzt
Der Grenzdurchmesser der Bewehrungsstäbe nach DIN EN 1992-1-1/NA, Tabelle 7.2DE, darf in Abhängigkeit von der Bauteilhöhe und muss in Abhängigkeit von der wirksamen Betonzugfestigkeit ct,eff bei Verwendung von Stahlfasern gemäß Gln. (R.7.7a bis R.7.7c) modifiziert werden: Mindestbewehrung Rissmoment Biegung nach 7.3.2:
�sf � �s
* · kc · k · kcr
4�h � d� ·fct,eff
2,9· 1
�1 � �f�2 (R.7.7a)
� �s* ·
fct,eff
2,9· 1
�1 � �f�2
Mindestbewehrung zentrischer Zug nach 7.3.2:
�sf � �s
* · kc · k · kcr
8�h � d� ·fct,eff
2,9· 1
�1 � �f�2 (R.7.7b)
� �s* ·
fct,eff
2,9· 1
�1 � �f�2
Lastbeanspruchung:
�sf � �s
* · �s · As
4�h � d� · b · 2,9 · 1�1 � �f�2
(R.7.7c)
� �s* ·
fct,eff
2,9· 1
�1 � �f�2
Dabei ist f
s der modifizierte Grenzdurchmesser bei Verwendung von Stahlfaserbeton;
s* der Grenzdurchmesser nach DIN EN 1992-1-1/NA, Tabelle 7.2DE;
s die Betonstahlspannung im Riss im Zustand II ohne Berücksichtigung der Faserwirkung;
As die Querschnittsfläche der Betonstahlbewehrung inner-halb der Zugzone;
h die Bauteilhöhe; d die statische Nutzhöhe; b die Breite der Zugzone.
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DAfStb-Richtlinie Stahlfaserbeton – Teil 1
24
Wenn der Parameterbereich der DIN EN 1992-1-1/NA, Tabel-le 7.2DE, überschritten wird, kann f
s mit Gl. (R.7.7d) berech-net oder die Rissbreite direkt nach 7.3.4 ermittelt werden.
22
2
1161
151
fsk
s
effct,
fsk
s
sfs
/,
αEw
σ
αEw
dhσbA
(R.7.7d)
7.3.4 Berechnung der Rissbreite
DIN EN 1992-1-1, Gln. (7.8), (7.9) und (7.11) in den Absätzen (1) bis (3) werden für Bauteile aus Stahlfaserbeton mit Be-tonstahlbewehrung ersetzt durch Gln. (R.7.8), (R.7.9) und (R.7.10)
)( cmfsmmaxr,k εεsw (R.7.8)
Die Differenz der mittleren Dehnungen von Beton und Beton-stahl im Stahlfaserbeton darf wie folgt berechnet werden:
s
sf
effp,effct,sf
cmfsm
Eσα,
Eρ
,σαεε
s
160
1401
(R.7.9)
Dabei ist sr,max maximaler Rissabstand bei abgeschlossenem Rissbild;
effct,
ssf
effp,
sfmaxr,
)(
)(
631
631
,σα
ρ,αs
(R.7.10)
f nach Gl. (R.7.2a oder R.7.2b); p,eff der effektive Bewehrungsgrad nach DIN EN 1992-1-1,
Gl. (7.10); f
sm die mittlere Dehnung des Betonstahls im Stahlfaserbe-ton unter der maßgebenden Einwirkungskombination unter Berücksichtigung der Mitwirkung des Stahlfaser-betons auf Zug zwischen den Rissen;
cm die mittlere Dehnung des Betons zwischen den Rissen;ct,eff die wirksame Betonzugfestigkeit zum betrachteten
Zeitpunkt nach DIN EN 1992-1-1/NA, 7.3.3 (2) (hier ohne Ansatz einer Mindestbetonzugfestigkeit);
s Betonstahlspannung im Riss ohne Berücksichtigung der Faserwirkung.
Bei Bauteilen, die nur im Bauteil selbst hervorgerufenem Zwang unterworfen sind (z. B. infolge Abfließen der Hydratati-onswärme), darf ( f
sm – cm) unter Ansatz von s = sr ermit-telt werden. Dabei ist sr diejenige Spannung in der Zugbe-wehrung, die auf Grundlage eines gerissenen Querschnittes für eine Einwirkungskombination berechnet wird, die zur Erst-rissbildung führt.
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DAfStb-Richtlinie Stahlfaserbeton – Teil 1
25
Bei der direkten Berechnung ist s ein fiktiver Rechenwert, der den Wert der Streckgrenze zunächst überschreiten darf. Es ist dann jedoch nachzuweisen, dass yk unter Berücksich-tigung der Faserwirkung f
ctR,s im Riss nicht überschritten wird.
DIN EN 1992-1-1, neue Absätze (R.6)P und (R.7)P werden eingefügt
(R.6)P Unter den Bedingungen nach 7.3.1 (9) ergibt sich für Bauteile ohne Betonstahlbewehrung bei Biegebeanspruchung der Rechenwert der Rissbreite wk zu:
fct
fwk εsw (R.7.11)
Dabei ist wk der Rechenwert der Rissbreite; sf
w = 140 mm; f
ct Zugdehnung des Stahlfaserbetons. (R.7)P Sind die Bedingungen nach 7.3.1 (9) dieser Richtlinie nicht eingehalten oder ist der Nachweis mit der nach Gl. (R.7.11) ermittelten Rissbreite nicht möglich, ist zusätzli-che Betonstahlbewehrung erforderlich. ANMERKUNG: Die Annahme für sf
w gilt nur für Biegebeanspruchung.
7.4 Begrenzung der Verformungen 7.4.1 Allgemeines
DIN EN 1992-1-1, Anmerkung zu Absatz (6) wird ergänzt
ANMERKUNG 2: Bei Bauteilen, die im Gebrauchszustand planmäßig in den Zustand II übergehen, kann sich die Durchbiegung durch Verbundkriechen der Fasern vergrößern.
8 Allgemeine Bewehrungsregeln 8.2 Stababstände von Betonstählen
DIN EN 1992-1-1, Absatz (2) wird ergänzt
Die Länge der Stahlfasern darf höchstens doppelt so groß sein wie der lichte Stababstand.
8.10 Spannglieder Bei Anwendung dieser Richtlinie gilt dieser Abschnitt nicht. 9 Konstruktionsregeln 9.1 Allgemeines
DIN EN 1992-1-1, neue Absätze (R.4) und (R.5) werden eingefügt
(R.4) Für Bauteile unter Verwendung von Stahlfaserbeton kann ein Versagen des Bauteils bei Erstrissbildung ohne Vor-ankündigung vermieden werden, wenn nachgewiesen werden kann, dass die Tragfähigkeit des Gesamtsystems nach Aus-bildung aller Fließgelenke größer ist als die Einwirkung, die zur Bildung des ersten Fließgelenkes führt (Duktilitätskriteri-um).
(R.5) Das Duktilitätskriterium darf auch durch eine Mindest-bewehrung nach 9.2.1.1 erfüllt werden.
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DAfStb-Richtlinie Stahlfaserbeton – Teil 1
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9.2.1.1 Mindestbewehrung und Höchstbewehrung
DIN EN 1992-1-1/NA, Absatz (1), (NDP) Anmerkung 2 wird ergänzt
Bei Verwendung von Stahlfaserbeton darf auf der Widerstandsseite f
ctR,u berücksichtigt werden. Die Mindestbewehrung zur Sicherstel-lung eines duktilen Bauteilverhaltens ermittelt sich nach Gl. (R.9.1.a) zu:
As,min = Act (R.9.1a) Dabei ist
yk
fuctR,ctmc
k
ρ
Eine Mindestbewehrung aus Betonstahl ist dann nicht erforderlich, wenn
ctmcf
uctR, k (R.9.1b)
DIN EN 1992-1-1, Absatz (2) wird ersetzt Querschnitte mit weniger Bewehrung als As,min gelten als
unbewehrt (siehe Abschnitt 12), sofern bei Verwendung von Stahlfaserbeton nicht nachgewiesen wird, dass nach Erstrissbildung die Systemtragfähigkeit weiter gesteigert werden kann.
9.2.1.3 Zugkraftdeckung
DIN EN 1992-1-1, Absatz (1) wird ergänzt
Die Zugkraftdeckungslinie setzt sich aus der Zugkraft der Stahlfasern und der Zugkraft der Bewehrung zusammen.
9.2.2 Querkraftbewehrung
DIN EN 1992-1-1, Absatz (2) wird ergänzt Bei Stahlfaserbeton darf darüber hinaus ein Traganteil der Stahlfasern berücksichtigt werden.
DIN EN 1992-1-1, Absatz (4) wird ersetzt
Wenn Querkraftbewehrung erforderlich ist, müssen mindes-tens 50 % der um den Stahlfaseranteil verminderten Querkraft durch Bügel abgedeckt sein.
DIN EN 1992-1-1/NA, (NDP) zu Absatz (5) wird ergänzt
Bei Verwendung von Stahlfaserbeton darf w,min nach Gl. (9.5aDE) bzw. (9.5bDE) durch die Wirkung der Fasern reduziert werden auf:
fw,min = w,min – f
ctR,u / yk ≥ 0 (R.9.5cDE)
9.3.2 Querkraftbewehrung
DIN EN 1992-1-1/NA, (NCI) zu 9.3.2, Absatz (2) wird ergänzt
VRd,c darf durch V f
Rd,c ersetzt werden.
9.5.3 Querbewehrung
DIN EN 1992-1-1, neue Anmerkung 2 zu Absatz (1) wird eingefügt
ANMERKUNG 2: Eine Anrechnung der Stahlfasern auf die Querbe-wehrung der Stützen ist nicht zulässig.
11 Zusätzliche Regeln für Bauteile und Tragwerke aus Leichtbeton Bei Anwendung dieser Richtlinie gilt dieser Abschnitt nicht.
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DAfStb-Richtlinie Stahlfaserbeton – Teil 1
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Anhang E (normativ) – Indikative Mindestbetonfestigkeitsklassen zur Sicherstellung der Dauerhaftigkeit
DIN EN 1992-1-1/NA, Tabelle E.1DE, Fußnote f) an X0, XC1 und XC2 wird er-gänzt
f Die Mindestbetonfestigkeitsklasse für Stahlfaserbeton be-trägt C20/25.
ANMERKUNG: Stahlfaserbeton ist Beton mit eingebettetem Metall.
Anhang J (normativ) – Konstruktionsregeln für ausgewählte Beispiele NA.J.4 Oberflächenbewehrung bei vorgespannten Bauteilen Bei Anwendung dieser Richtlinie gilt dieser Abschnitt nicht.
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DAfStb-Richtlinie Stahlfaserbeton – Teil 2
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Teil 2 – Ergänzungen und Änderungen zu DIN EN 206-1 und DIN 1045-2 1 Anwendungsbereich
DIN EN 206-1, Absatz 4 wird ersetzt
(4) Teil 2 gilt für die Herstellung von Stahlfaserbeton für Bau-teile nach Teil 1 dieser Richtlinie.
DIN 1045-2, Absatz 1 wird ergänzt durch Dieser Teil der Richtlinie gilt nicht für
– Beton nach Zusammensetzung; – Standardbeton; – selbstverdichtenden Beton.
DIN 1045-2, neuer Absatz wird eingefügt Stahlfasern müssen im Herstellwerk zugegeben werden.
2 Normative Verweisungen Die nachfolgenden normativen Verweisungen und Hinweise gelten für diesen Teil der Richtlinie zusätzlich zu den Angaben in DIN EN 206-1, DIN 1045-2 und Teil 1 dieser Richtlinie.
DIN 51220, Werkstoffprüfmaschinen – Allgemeines zu Anfor-derungen an Werkstoffprüfmaschinen und zu deren Prüfung und Kalibrierung
DIN EN 12390-5, Prüfung von Festbeton – Teil 5: Biegezug-festigkeit von Probekörpern
3 Begriffe, Symbole und Abkürzungen
3.2 Symbole und Abkürzungen
Die nachfolgenden Symbole und Abkürzungen gelten für diesen Teil der Richtlinie zusätzlich zu den An-gaben in DIN 1045-2, DIN EN 206-1 und Teil 1 dieser Richtlinie.
F0,5,i Last im Versuch nach Anhang O bei einer Durchbiegung von 0,5 mm
F3,5,i Last im Versuch nach Anhang O bei einer Durchbiegung von 3,5 mm
F´3,5,i niedrigster Wert der Last im Versuch nach An-hang O, im Intervall zwischen L1 = 0,5 mm und L2 = 3,5 mm
Lfcflm,Li Mittelwert der logarithmierten Einzelprüfergebnisse
der Nachrissbiegezugfestigkeit im Versuch nach Anhang O für Leistungsklasse Li
Ls Standardabweichung der logarithmierten Einzel-prüfergebnisse der Nachrissbiegezugfestigkeit einer Serie im Versuch nach Anhang O
fcfl,Li,i Einzelprüfergebnis der Nachrissbiegezugfestigkeit
im Versuch nach Anhang O f
cflk,L1 charakteristischer Wert der Nachrissbiegezugfes-tigkeit im Versuch nach Anhang O für Leistungs-klasse 1 bei einer Durchbiegung von 0,5 mm
fcflk,L2 charakteristischer Wert der Nachrissbiegezugfes-
tigkeit im Versuch nach Anhang O für Leistungs-klasse 2 bei einer Durchbiegung von 3,5 mm
fcflm,Li mittlere Nachrissbiegezugfestigkeit im Versuch
nach Anhang O für Leistungsklasse Li f
cflm,L1 mittlere Nachrissbiegezugfestigkeit im Versuch nach Anhang O für Leistungsklasse 1 bei einer Durchbiegung von 0,5 mm
fcflm,L2 mittlere Nachrissbiegezugfestigkeit im Versuch
nach Anhang O für Leistungsklasse 2 bei einer Durchbiegung von 3,5 mm
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DAfStb-Richtlinie Stahlfaserbeton – Teil 2
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ks Fraktilenfaktor für unbekannte Standardabweichung für das 5 %-Quantil mit 75 % Aussagewahrschein-lichkeit
mf,i Stahlfasergehalt der Teilproben mf,min in der Erstprüfung zur Ermittlung der Leistungsklas-
se festgelegter Mindestwert des Stahlfasergehaltes m f mittlerer Stahlfasergehalt für den beprobten Fahr-
mischer Mf,i Masse der Fasern einer Teilprobe Mfb,i Masse einer Frischbetonteilprobe n Probenanzahl fb,i Frischbetonrohdichte einer Teilprobe UDiff Differenzspannung zur Bestimmung des Faserge-
haltes Ui Induktionsspannung in Raumrichtung i = x, y, z ULeer Induktionsspannung des leeren Sensors Vfb,i Volumen einer Frischbetonteilprobe
4 Klasseneinteilung 4.3 Festbeton
DIN 1045-2, neuer Abschnitt R.4.3.3 wird eingefügt
R.4.3.3 Leistungsklassen für Stahlfaserbeton
Für Stahlfaserbeton sind Leistungsklassen in Teil 1, Ab-schnitt R.3.6.3, Tabelle R.3, dieser Richtlinie festgelegt.
5 Anforderungen an Beton und Nachweisverfahren
5.4 Anforderungen an Frischbeton
DIN 1045-2, neuer Abschnitt R.5.4.5 wird eingefügt
R.5.4.5 Stahlfasergehalt
Ist der Stahlfasergehalt zu ermitteln, so muss er dem Proto-kollausdruck an der Mischanlage oder, bei Fehlen eines Auf-zeichnungsgerätes, den Produktionsaufzeichnungen im Zu-sammenhang mit den Mischanweisungen für die Ladung ent-nommen werden. Der Stahlfasergehalt wird durch einen Mindestwert mf,min fest-gelegt.
6 Festlegung des Betons
6.2 Festlegung für Beton nach Eigenschaften
6.2.2 Grundlegende Anforderungen
DIN EN 206-1, Punkt i) wird ergänzt
Für Stahlfaserbeton gilt zusätzlich:
i) Leistungsklasse
7 Lieferung von Frischbeton
7.3 Lieferschein für Transportbeton
DIN 1045-2, Absatz 3, a), Spiegelstrich wird ergänzt
– Leistungsklasse
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8 Konformitätskontrolle und Konformitätskriterien 8.2 Konformitätskontrolle für Beton nach Eigenschaften
8.2.3 Konformitätskontrolle für andere Eigenschaften als die Festigkeit DIN EN 206-1, Tabelle 17, neue Zeile wird ergänzt
Tabelle 17 – Konformitätskriterien für andere Eigenschaften als die Festigkeit
Eigenschaft
Prüfverfahren oder
Bestimmungs-verfahren
Mindestanzahl von Proben oder Be-
stimmungen Annahmezahl
Grenzabweichung einzelner Prüfergebnisse
vom Mindestwert
Unterer Wert Oberer Wert
Stahlfasergehalt S. R.5.4.5 1 Bestimmung pro Produktionstag
Siehe Tabelle 19a
0,95 mf,min Keine Be-schränkung a
a Falls keine Grenzen festgelegt sind.
9 Produktionskontrolle 9.2 Systeme der Produktionskontrolle
DIN EN 206-1, Absatz 3 wird ersetzt
(3) Das System der Produktionskontrolle muss angemessen dokumentierte Verfahren und Anweisungen enthalten. Diese Verfahren und Anweisungen müssen gegebenenfalls im Hin-blick auf die in DIN EN 206-1, Tabellen 22, 23 und 24 sowie in Anhang Q angegebenen Kontrollanforderungen eingeführt sein. Die beabsichtigten Häufigkeiten der Prüfungen und Überwachungen durch den Hersteller müssen dokumentiert werden. Die Ergebnisse der Prüfungen und der Überwachun-gen müssen aufgezeichnet werden.
9.5 Betonzusammensetzung und Erstprüfung
DIN EN 206-1, Abschnitt wird ersetzt
Bei Verwendung einer neuen Betonzusammensetzung muss eine Erstprüfung durchgeführt werden, um einen Mischungs-entwurf zu erhalten, der die festgelegten Eigenschaften oder die vorgeschriebene Leistung erreicht (siehe Anhang N). Für neue Betonzusammensetzungen, die durch Interpolation bekannter Betonzusammensetzungen (siehe Anhang N) oder Extrapolationen der Druckfestigkeit um nicht mehr als 5 N/mm2 gewonnen werden, gelten die Anforderungen an die Erstprüfung hinsichtlich der Druckfestigkeit als erfüllt. Zur Festlegung der Leistungsklasse ist stets eine Erstprüfung durchzuführen. ANMERKUNG: Zur Ermittlung der Leistungsklasse sind Interpolati-onsverfahren nach Anhang N, N.5.2, zulässig. Betonzusammensetzungen müssen unter Berücksichtigung der Änderung der Eigenschaften der Betonausgangsstoffe und der Ergebnisse der Bewertung der Übereinstimmung für die Betonzusammensetzungen regelmäßig erneut überprüft werden, um sicherzugehen, dass alle Betonentwürfe noch den geltenden Anforderungen entsprechen. Hierzu zählen die jährlich zu wiederholenden Biegebalkenprüfungen (siehe An-hang N).
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Für die Aussteuerung der Frisch- und Festbetoneigenschaften eines Betons dürfen folgende Variationen in der Betonzu-sammensetzung vorgesehen werden: Zement: ± 15 kg/m3 Zusatzstoff (außer Stahlfasern): ± 15 kg/m3 Zusatzmittel: zwischen 0 und Höchst-
dosierung nach 5.2.6 Die Dosiermengen und die Dosierreihenfolge der Zugabe der Betonausgangsstoffe sowie die Mischzeit sind für die jeweilige Herstellanlage in einer Mischanweisung vorzuschreiben.
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DIN EN 206-1, Anhang A (normativ) – Erstprüfung Anhang A von DIN EN 206-1 gilt nicht. Stattdessen gilt Anhang N. DIN 1045-2, Anhang H (normativ) – Zusätzliche Vorschriften für hochfesten Beton Anhang H von DIN 1045-2 gilt nicht.
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DAfStb-Richtlinie Stahlfaserbeton – Teil 2
33
Anhang M (normativ) – Bestimmung des Stahlfasergehaltes M.1 Auswaschversuch M.1.1 Allgemeines
Diese Arbeitsanweisung beschreibt die Ermittlung des Stahlfasergehaltes durch Auswaschversuche. Aus einer Ladung werden drei Frischbetonteilproben entnommen. Die Teilproben bestimmten Volumens wer-den ausgewaschen. Anschließend werden die Teilproben getrocknet, die Stahlfasern aussortiert und deren Masse ermittelt. M.1.2 Geräte und Hilfsmittel
Folgende Geräte und Hilfsmittel sind erforderlich:
– 3 Eimer mit 10 l bis 15 l Fassungsvermögen; – Auswaschvorrichtung (z. B. Kontrollsieb 2 mm und als Schutzsieb 8 mm) für Frischbetonproben; – Trockenbleche; – geeignete Trockeneinrichtung (Trockenschrank, Gasdarre, etc.); – großes Auffangblech; – Magnet zum Auslesen der Stahlfasern; – Waage mit einer Ablesegenauigkeit von 1 g. M.1.3 Durchführung
Die Probenahme erfolgt aus dem Fahrmischer. Es sind drei Teilproben wie folgt zu entnehmen und zu kennzeichnen:
– Teilprobe 1 aus dem ersten Drittel der Ladung eines Fahrmischers; – Teilprobe 2 aus dem zweiten Drittel der Ladung eines Fahrmischers; – Teilprobe 3 aus dem dritten Drittel der Ladung eines Fahrmischers. Zunächst wird die Leermasse der drei Eimer ermittelt. Anschließend werden die Eimer direkt aus dem Fahrmischer mit Frischbeton befüllt, verdichtet und abgezogen. Durch erneute Wägung wird die Masse der befüllten Eimer bestimmt und durch Abzug der Leermasse des jeweiligen Eimers die Masse des Frischbe-tons Mfb,i berechnet. Das Volumen der Frischbetonteilprobe ergibt sich unter Verwendung der zuvor nach DIN EN 12350-6 bestimmten Frischbetonrohdichte zu:
ifb,
ifb,ifb, ρ
MV in m3
(M.1)
Dabei ist
Mfb,i: Masse der Frischbetonteilprobe in kg; fb,i: Frischbetonrohdichte der Teilprobe nach DIN EN 12350-6 in kg/m3. Die Frischbetonteilproben sind über der Auswaschvorrichtung auszuwaschen, wobei insbesondere darauf zu achten ist, dass keine Stahlfasern verloren gehen. Verluste an Gesteinskörnung können vernachlässigt werden, da für die Berechnung nur die Masse der Stahlfasern ausschlaggebend ist. Die ausgewaschenen Proben sind anschließend entweder im Trockenschrank oder auf einer Darre zu trocknen, um eine Erleich-terung bei der Trennung der Stahlfasern aus dem Gemisch zu erreichen. ANMERKUNG: Eine Aussonderung von Fasern aus dem Frischbeton über einen starken Magneten in einer speziellen Vorrichtung ist ebenfalls möglich. Referenzverfahren ist das Auswaschen der Fasern. Die getrockneten und abgekühlten Teilproben werden anschließend auf ein Auffangblech gegeben und grob abgesiebt. Die Teilproben werden dann mit einem Magneten so lange bearbeitet, bis sämtliche Stahl-fasern aus der Gesteinskörnung entfernt worden sind. Die gewonnenen Stahlfasern sind zu sammeln und zu wiegen. Das Ergebnis sind die Massen der Teilproben Mf,i in kg.
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Der Stahlfasergehalt der Teilproben wird wie folgt ermittelt:
ifb,
if,if, V
Mm in kg/m3 (M.2)
Der mittlere Stahlfasergehalt m f für den beprobten Fahrmischer errechnet sich wie folgt:
3f,3f,2f,1
fmmm
m
in kg/m3 (M.3)
M.1.4 Prüfbericht
Über das Ergebnis des Auswaschversuchs ist ein Prüfbericht zu erstellen, der folgende Angaben enthält:
– eindeutige Bezeichnung der Betonprobe; – Ort der Versuchsdurchführung; – Datum und Uhrzeit des Versuches; – Frischbetonrohdichte; – Stahlfasergehalt der Teilproben mf,1, mf,2, mf,3; – mittlerer Stahlfasergehalt m f; – exakte Bezeichnung der Faser, Hersteller, Nummer des EG-Konformitätszertifikates, geometrie- und
werkstoffbezogene Angaben aus der CE-Kennzeichnung bzw. Faserart und Zulassungsnummer; – Datum, Uhrzeit und Unterschrift des Prüfers.
M.2 Induktives Verfahren M.2.1 Allgemeines
Diese Arbeitsanweisung beschreibt die Ermittlung des Stahlfasergehaltes durch ein induktives Verfahren. Aus einem Fahrmischer werden drei Frischbetonteilproben entnommen. An den Teilproben wird der Stahl-fasergehalt durch Messung des Induktionsstromes bestimmt (Transformatorprinzip mit Stahlfasern als Transformatorkern). M.2.2 Gerätschaften und Hilfsmittel
Folgende Geräte und Hilfsmittel sind erforderlich:
– 3 Eimer mit 10 l bis 15 l Fassungsvermögen; – würfelförmiger Probenbehälter aus Kunststoff mit einer Innenkantenlänge von 150 mm; – Kelle; – Verdichtungsmöglichkeit (z. B. Rütteltisch oder Stocherstab); – Induktionsmessgerät mit würfelförmigem Doppelspulen-Sensor. M.2.3 Durchführung
Die Probenahme erfolgt aus dem Fahrmischer. Es sind drei Teilproben wie folgt zu entnehmen und zu kennzeichnen:
– Teilprobe 1 aus dem ersten Drittel der Ladung eines Fahrmischers; – Teilprobe 2 aus dem zweiten Drittel der Ladung eines Fahrmischers; – Teilprobe 3 aus dem dritten Drittel der Ladung eines Fahrmischers. Es ist jeweils ein Eimer bis zur 10 l-Markierung zu füllen. Es sollte dabei darauf geachtet werden, dass die Proben homogen sind. Zuerst ist die Induktionsspannung ULeer mit dem leeren Sensor zu ermitteln. Anschließend wird der Frisch-beton in den würfelförmigen Probenbehälter aus Kunststoff mit der Kantenlänge von 150 mm eingefüllt. Über diesen Behälter wird dann der Doppelspulensensor gestülpt und die Induktionsspannung gemessen. Diese Messung wird für alle drei Raumrichtungen der Probe durchgeführt, und die drei Messergebnisse werden gemittelt. Vom Mittelwert ist das Ergebnis der Leermessung ULeer abzuziehen. Die sich ergebende Differenzspannung UDiff ist direkt vom Fasergehalt und vom Fasertyp der Betonprobe abhängig:
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35
Leerzyx
Diff UUUU
U
3
(M.4)
Anhand einer Eichkurve wird die gemessene elektrische Spannung einem Stahlfasergehalt der jeweiligen Teilprobe zugeordnet. Der mittlere Stahlfasergehalt m f für den beprobten Fahrmischer errechnet sich wie folgt:
3f,3f,2f,1
fmmm
m
(M.5)
M.2.4 Prüfbericht
Über das Ergebnis der Fasergehaltsbestimmung ist ein Prüfbericht zu erstellen, der folgende Angaben enthält:
– eindeutige Bezeichnung der Betonprobe; – Ort der Versuchsdurchführung; – Datum und Uhrzeit des Versuches; – Frischbetonrohdichte, falls geprüft; – Stahlfasergehalt der Teilproben mf,1, mf,2, mf,3; – mittlerer Stahlfasergehalt m f; – exakte Bezeichnung der Faser, Hersteller, Nummer des EG-Konformitätszertifikates, geometrie- und
werkstoffbezogene Angaben aus der CE-Kennzeichnung bzw. Faserart und Zulassungsnummer; – Datum, Uhrzeit und Unterschrift des Prüfers.
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DAfStb-Richtlinie Stahlfaserbeton – Teil 2
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Anhang N (normativ) – Erstprüfung von Stahlfaserbeton N.1 Allgemeines Dieser Anhang enthält Einzelheiten für Erstprüfungen nach DIN EN 206-1, 5.2.1, 5.2.5.1, 6.1 und 9.5. Mit der Erstprüfung muss eine Betonzusammensetzung festgestellt werden, die alle festgelegten Anforde-rungen an den Frischbeton und den Festbeton erfüllt.
N.2 Zuständigkeit für Erstprüfungen Für Erstprüfungen ist bei Beton nach Eigenschaften der Hersteller verantwortlich.
N.3 Häufigkeit der Erstprüfungen Erstprüfungen müssen vor der Verwendung eines neuen Betons durchgeführt werden. Erstprüfungen müssen einmal jährlich als Bestätigungsprüfung wiederholt werden. Erstprüfungen müssen wiederholt werden, wenn eine wesentliche Änderung entweder der Ausgangsstoffe oder der festgelegten Anforderungen eingetreten ist, die Grundlage der vorgesehenen Prüfungen war.
N.4 Prüfbedingungen Im Allgemeinen müssen Erstprüfungen bei einer Frischbetontemperatur zwischen 15 °C und 22 °C durch-geführt werden. ANMERKUNG: Falls die Betonierarbeiten auf der Baustelle bei stark abweichenden Temperaturbedingungen ausge-führt werden oder falls eine Wärmebehandlung angewandt wird, sollte der Betonhersteller darüber informiert werden, damit er entsprechende Auswirkungen auf die Betoneigenschaften berücksichtigen und die Notwendigkeit zusätzlicher Prüfungen in Betracht ziehen kann. Die Zeit zwischen Mischen und Konsistenzprüfung sowie die Prüfergebnisse müssen aufgezeichnet wer-den. Durch die Erstprüfung ist nachzuweisen, dass durch die dokumentierten Verfahren eine gleichmäßige Fa-serverteilung in der Ladung erreicht wird.
N.5 Prüfungen in der Erstprüfung N.5.1 Prüfplan
Der Prüfplan für die in der Erstprüfung durchzuführenden Frisch- und Festbetonprüfungen ist in der Tabel-le N.1 angegeben. Die Prüfung der Nachrissbiegezugfestigkeit nach Anhang O zur Einstufung des Betons in eine Leistungs-klasse und zur Kontrolle der Leistungsklasse sollte mit einem Vorhaltemaß, darf jedoch höchstens mit dem Mindestwert des Stahlfasergehaltes mf,min durchgeführt werden.
Tabelle N.1 – Bei der Erstprüfung zu bestimmende Betoneigenschaften von Stahlfaserbeton
Prüfgegenstand Prüfung Zweck Häufigkeit/Anzahl der Pro-bekörper je Prüftermin
1 Konsistenz Nach DIN EN 12350-2,-3, -4 oder -5
Einstufung des Betons in eine Konsistenzklasse
Eine Bestimmung
2 Nachrissbiegezug-prüfung an in For-men hergestellten Betonprobekörpern
Nach Anhang O Einstufung des Betons in eine Leistungsklasse und Kontrolle der Leistungsklasse
≥ 6 Balken
3 Druckfestigkeit Nach DIN EN 12390-3
Einstufung des Betons in eine Druckfestigkeitsklasse
3 Würfel
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N.5.2 Zwischenwertermittlung bei der Nachrissbiegezugfestigkeit
Unter bestimmten Bedingungen ist eine lineare Interpolation zur Ermittlung von Erstprüfungsergebnissen möglich. Die Bedingungen und die Verfahrensweise sind im Folgenden angegeben. Interpolationen hinsichtlich des Stahlfasergehaltes (gleiche Festigkeitsklasse) Sind Betone nach Anhang O geprüft worden, die sich lediglich durch eine Differenz des Fasergehalts von maximal 20 kg/m3 unterscheiden, so darf für weitere Betone mit zwischen diesen Grenzen liegendem Fa-sergehalt zunächst die mittlere Nachrissbiegezugfestigkeit durch lineare Interpolation berechnet werden. Abweichungen in den Betonzusammensetzungen sind beim Verflüssiger- bzw. Fließmittelgehalt zulässig. Für die Ermittlung der charakteristischen Werte auf Grundlage von Gleichung O.3 dürfen vereinfachend interpolierte Standardabweichungen eingesetzt werden. Eine Interpolation unter Einbeziehung der Leistungsklasse L0 oder einer Leistungsklasse größer L2,4 ist nicht möglich. Interpolationen hinsichtlich der Betonfestigkeiten (gleicher Fasergehalt) Sind zwei Betone mit gleichen Betonausgangsstoffen nach Anhang O geprüft worden, die sich durch eine niedrige Druckfestigkeit (z. B. C20/25) und eine höhere Druckfestigkeit (z. B. C35/45) unterscheiden, so darf für weitere Betone mit zwischen diesen Grenzen liegenden Druckfestigkeiten die mittlere Nachrissbie-gezugfestigkeit proportional dem Verhältnis der mittleren Zugfestigkeiten fctm der jeweiligen Betone nach DIN EN 1992-1-1 linear interpoliert werden. Betone gelten in ihren Ausgangsstoffen als gleich, wenn fol-gende Verwendungen vorliegen:
– Gesteinskörnungen gleicher geologischer Herkunft; – gleiche Zementart und Zementfestigkeitsklasse; – Zusatzstoff gleicher Art; – Zusatzmittel gleichen Typs.
N.6 Kriterien für die Annahme von Erstprüfungen Im Übrigen gilt DIN EN 206-1 in Verbindung mit DIN 1045-2. Für die Leistungsklassen ist Anhang O zu beachten.
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Anhang O (normativ) – Prüfungen zur Ermittlung der Leistungsklasse O.1 Herstellen der Probekörper Als Probekörper werden mindestens 6 Balken der Abmessungen 150 mm x 150 mm x 700 mm entspre-chend DIN EN 12390-1 verwendet. Die Abmessungen der Probekörper gelten bis zu einem Nennwert des Größtkorns der Gesteinskörnung von 16 mm für Rundkorn und 22 mm für gebrochenes Korn. Bei einem höheren Nennwert des Größtkorns sind hinsichtlich der Abmessungen der Probekörper gesonderte Be-trachtungen erforderlich. Die Länge der Stahlfasern sollte das 1,5fache des Größtkorns nicht unterschrei-ten. Für die Herstellung von Probekörpern aus Normalbeton ist DIN EN 12390-2 zu beachten. Mischen des Betons Es sollte folgende Mischreihenfolge beachtet werden, um eine gleichmäßige Faserverteilung zu erreichen:
a) Aufgabe der Gesteinskörnung in den Zwangmischer. Werden geklebte Fasern verwendet, so können diese auf einmal auf die Gesteinskörnung zugegeben werden; die Mischdauer beträgt mindestens 30 s.
b) Zugabe von Zement und Zusatzstoffen; Mindestmischdauer 30 s; c) Wasserzugabe und Zugabe von verflüssigenden Zusatzmitteln während einer weiteren Mischdauer von
mindestens 30 s; d) gleichmäßige Zugabe der losen Stahlfasern über eine Rinne zur Vermeidung von Zusammenballungen
während einer weiteren Mindestmischzeit von 60 s. Die anschließende Mischzeit beträgt mindestens 90 s. Es ist zu überprüfen, ob alle Fasern vereinzelt (nur bei geklebten Fasern) und gleichmäßig verteilt sind. Andernfalls ist die Mischzeit zu verlängern.
Wenn der Mischer feststehende Mischerblätter besitzt, sollten diese von Zeit zu Zeit angehoben werden, um Faseransammlungen daran zu vermeiden. Eine visuelle Kontrolle des Mischvorgangs ist immer not-wendig. Füllen der Formen Das Befüllen der Balkenform sollte zügig und so erfolgen, dass keine ungewöhnlichen Faserorientierungen auftreten. Verdichten Das Verdichten des Stahlfaserbetons in der Schalung darf nur über Außenrüttler erfolgen. Bei Betonen der Konsistenzklasse F6 kann auch eine Handverdichtung durch Stochern vorgenommen werden. Bei den Konsistenzklassen F3 und F4 ist i. d. R. eine Rütteldauer von 30 s ausreichend, um den Beton vollständig zu verdichten. Der Rütteltisch muss eine ausreichende Größe haben. Unmittelbar nach dem Verdichten ist die Form mit Folie abzudecken und im Klimaraum zu lagern.
O.2 Lagerung Die mit Folie abgedeckten Probekörper sind in der Regel 2 Tage in der Form im Klimaraum zu belassen. Bei Verwendung frühfester Zemente sind 24 Stunden ausreichend. Nach dem Ausschalen werden die Pro-bekörper bei etwa 100 % Feuchte (Folie, Wasserlagerung oder Klimaraum mit ≥ 95 % r. F.) bis zum Prüf-datum bei (20 ± 5) °C gelagert. Werden Folien verwendet, so sind diese z. B. mit Klebeband abzudichten. Sofern nicht anders festgelegt, werden die Probekörper bis zum Alter von 28 Tagen gelagert. Für besonde-re Anwendungen kann es notwendig sein, die Prüfung zu einem späteren Zeitpunkt als 28 Tage durchzu-führen.
O.3 Vorbereitung zur Prüfung Für die Prüfung der Biegezugfestigkeit und des Nachrissverhaltens werden die Probekörper höchstens 24 Stunden vor der Prüfung aus der Folie entnommen. Die Abschnitte 5 und 6.1 der DIN EN 12390-5:2009-07 sind zu beachten; die Betonieroberseite stellt eine Seitenfläche des Probekör-pers dar. Die Rohdichte des Balkens ist nach DIN EN 12390-7 zu bestimmen. Anschließend werden die Halterungen für die Messwerterfassung am Probekörper angebracht. Bild O.1 zeigt die Messvorrichtung.
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Bild O.1 – Messvorrichtung zur Ermittlung der Nachrissbiegezugfestigkeiten (Abmessungen in mm)
O.4 Prüfvorrichtung Die Prüfung muss auf einer weggeregelten Prüfmaschine mit hoher Maschinensteifigkeit durchgeführt wer-den. Die Maschinensteifigkeit muss so hoch sein, dass ein unkontrollierter Abfall der Last-Durchbiegungskurve nach Überschreiten der Risslast vermieden wird. Die Prüfmaschine muss mindestens der Güteklasse 1 nach DIN 51220 entsprechen. Der Auflagerabstand beträgt l = 600 mm. Es ist für eine zwängungsfreie Auflagerung und Lasteinleitung zu sorgen.
O.5 Durchführung der Prüfung Bei der Durchführung der Prüfung darf die Durchbiegungsgeschwindigkeit bis zu einer Mittendurchbiegung von 0,75 mm nicht mehr als 0,10 mm/min betragen. Eine Steuerung der Prüfmaschine nach dem Kolben-weg ist nicht zulässig. Bei Durchbiegungen größer als 0,75 mm darf die Durchbiegungsgeschwindigkeit schrittweise auf höchstens 0,30 mm/min erhöht werden. Die Lasten und die zugehörigen Durchbiegungen sind bis zu einer Durchbiegung der Probe von 3,5 mm in Schritten von 0,01 mm zu messen und grafisch aufzuzeichnen.
O.6 Ermittlung der Nachrissbiegezugfestigkeit Die Nachrissbiegezugfestigkeiten werden aus der Last-Durchbiegungs-Kurve des Biegezugversuchs an den Durchbiegungsstellen L1 = 0,5 mm und L2 = 3,5 mm gewonnen (Bild O.2).
Bild O.2 – Last-Durchbiegungs-Beziehung zur Ermittlung der Nachrissbiegezugfestigkeiten
BelastungF in N
0,5 3,5Durchbiegung in mm
F0,5 F3,5
l/3 l/3 l/3
F/2 F/2
75
150
l = 600
Ansicht Querschnitt
150
2 x F/2
mittels Klebung an Probe befes-tigt
Wegaufnehmer auf der Herstel-lungsunterseite
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Die mittleren Nachrissbiegezugfestigkeiten der Versuchsserie aus n 6 Balken ergeben sich zu:
²i ii
i0,5,fL1cflm,
n
hblF
n 1
1 in N/mm2 (O.1)
²
1
i ii
i3,5,fL2cflm,
n
hblF
n 1
in N/mm2 (O.2)
Dabei ist
l, b, h = Auflagerabstand, Breite und Höhe des Probekörpers in mm; Index i: Balkennummer. Für die Einstufung des Stahlfaserbetons in die Leistungsklassen wird der charakteristische Wert der Nach-rissbiegezugfestigkeit f
cflk,Li bei einer Serie von mindestens sechs Prüfkörpern für die Verformungen 1 und 2 wie folgt ermittelt:
fcflk,Li = e (L
fcflm,Li - ksLs) ≤ 0,51f
cflm,Li (O.3) Dabei ist
Lfcflm,Li Mittelwert der logarithmierten Einzelprüfergebnisse f fcfl,Li,i;
Lf
cflm,Li = 1/n ln(fcfl,Li, i);
Ls Standardabweichung der logarithmierten Einzelprüfergebnisse der Serie;
Ls = 1
))(ln( 2fiLi,cfl,
fLicflm,
n
L;
ks Fraktilenfaktor für unbekannte Standardabweichung für das 5 %-Quantil mit 75 % Aussagewahr-
scheinlichkeit nach Tabelle O.1.
Tabelle O.1 – Fraktilenfaktor ks
Spalte 1 2
Zeile Probenanzahl n Fraktilenfaktor ks 1 6 2,336 2 9 2,141 3 12 2,048 4 15 1,991 5 20 1,932 6 25 1,895 7 100 1,760 8 1,645
ANMERKUNG: Eine Abänderung der Gleichung O.3 bei niedrigeren Variationskoeffizienten ist nicht zulässig, da die f
G-Werte in Teil 1, Abschnitt R.3.6.3, für den Vorfaktor 0,51 kalibriert wurden. Die Last-Durchbiegungskurve muss zwischen L1 = 0,5 mm und L2 = 3,5 mm monoton verlaufen. Andern-falls ist für L2 = 3,5 mm der niedrigste Wert der Nachrissbiegezugfestigkeit im Intervall zwischen L1 = 0,5 mm und L2 = 3,5 mm anzunehmen und in Gleichung O.2 einzusetzen (vgl. F´3,5 in Bild O.3).
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Bild O.3 – Auswertung der Last-Durchbiegungs-Beziehungen für abweichende Verläufe
O.7 Prüfbericht Alle Ergebnisse der Prüfung sind in einem Prüfbericht festzuhalten. Dieser sollte insbesondere enthalten:
– prüfende Stelle; – Prüfdatum; – Prüfnummer; – Art des Betonmischers; – Betonzusammensetzung; – exakte Bezeichnung der Faser, Hersteller, Nummer des EG-Konformitätszertifikates, geometrie- und
werkstoffbezogene Angaben aus der CE-Kennzeichnung bzw. Faserart und Zulassungsnummer; – Beschreibung und zeitliche Erfassung des Mischvorgangs; – Verdichtungsart und -dauer; – Lagerungsbedingungen; – Last-Durchbiegungs-Diagramme; – Auswertung mit Angabe der Balkeneinzelergebnisse (siehe Gleichungen O.1 und O.2).
Belastung F in N
0,5 3,5
F0,5 F3,5F 3,5
Durchbiegung in mm
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Anhang P (normativ) – Genauere Bestimmung des Beiwertes L2 zur Ermittlung der zentri-schen Zugfestigkeit
Bild P.1 – Faktoren βL1 und βL2 zur Ermittlung der zentrischen Zugfestigkeit in Abhängigkeit des Verhältnisses L2/L1
Nach Teil 1, Abschnitt R.3.6.3 (3), darf der Faktor βL2 gemäß Bild P.1 ermittelt werden. Wenn das Verhält-nis der Leistungsklassen L2/L1 größer oder gleich 0,7 und kleiner oder gleich 1,0 ist, dann ist βL2 gemäß Gleichung P.1 zu ermitteln. Wenn das Verhältnis der Leistungsklassen L2/L1 größer als 1,0 und kleiner oder gleich 1,5 ist, dann ist βL2 gemäß Gleichung P.2 zu ermitteln. In beiden Fällen gilt βL1 = 0,4. Wenn das Verhältnis der Leistungsklassen L2/L1 größer als 1,5 ist, so ist βL2 = 0,44 zu setzen.
02,031 L1
L2L2 (P.1)
mit 0,17,0 L1
L2
17,018,0 L1
L2L2 (P.2)
mit 5,10,1 L1
L2
Wenn das Verhältnis der Leistungsklassen L2/L1 größer als 1,0 ist, darf der Spannungsblock nicht ange-wendet werden.
0,25
0,35
0,44
0,370,40
0,000,020,040,060,080,100,120,140,160,180,200,220,240,260,280,300,320,340,360,380,400,420,440,460,480,50
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5
L2/L1
Beiwerte zur Ermittlung der zentrischen Zugfestigkeiten aus den charakteristischen Werten der Nachrissbiegezugfestigkeit
u für Spannungsblock
L1
L2,vereinfacht
L2,genau
nur Spannungsblock zulässig
Spannungsblock oder Trapez
Spannungsblock nicht zulässig
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DAfStb-Richtlinie Stahlfaserbeton – Teil 2
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Anhang Q (normativ) – Zusätzliche Vorschriften für Stahlfaserbeton Dieser Anhang enthält zusätzlich zu den Tabellen 22, 23 und 24 von DIN EN 206-1 Festlegungen für die Produktionskontrolle bei der Herstellung von Stahlfaserbeton. Die Zeilennummern in den folgenden Tabellen Q.1, Q.2 und Q.3 beziehen sich auf jene in den Tabellen 22, 23 und 24 von DIN EN 206-1 und ersetzen oder ergänzen die entsprechenden Anforderungen.
Tabelle Q.1 – Zusätzliche Kontrolle der Betonausgangsstoffe bei Stahlfaserbeton
Betonaus-gangsstoff
Überprüfung/ Prüfung Zweck Mindesthäufigkeit
10a Stahlfasern Überprüfung des Lieferscheins
Sicherstellen, dass die Fracht der Bestellung entspricht und die richtige Herkunft hat
Jede Lieferung
11a Sichtprüfung Sicherstellen, dass die Fracht der Bestellung entspricht und die richtige Herkunft hat
Augenscheinprüfung der Faser-geometrie; im Zweifelsfall sind die Abmessungen zu bestimmen
Jede Lieferung
13a Gewichtskontrolle der Gebinde (ent-fällt bei separater Verwiegung der Zugabemenge)
Sicherstellen, dass der Gebindeinhalt dem bestellten Nenngewicht entspricht
Stichprobenartig
Tabelle Q.2 – Zusätzliche Kontrolle der Ausstattung bei der Herstellung von Stahlfaserbeton
Ausstattung Überprüfung/ Prüfung Zweck Mindesthäufigkeit
3a Abmessvor-richtung für die Dosierung von Stahlfasern so-wie Verein-zelungsgeräte
Augenscheinprü-fung der Funktion
Sicherstellen, dass die Messein-richtung einwandfrei funktioniert
Alle 7 Produktionstage
Prüfung der Ge-nauigkeit
Vermeiden ungenauer Zugaben Nach Aufstellung
In regelmäßigen Abstän-den a nach Aufstellung
Im Zweifelsfall a Die Häufigkeit hängt von der Art der Ausrüstung, ihrer Empfindlichkeit beim Gebrauch und den Produktions-
bedingungen der Anlage ab.
Tabelle Q.3 – Zusätzliche Kontrolle der Herstellverfahren und der Betoneigenschaften bei Stahlfaserbeton
Prüfgegenstand Überprüfung/ Prüfung Zweck Mindesthäufigkeit
17 Gleichmäßigkeit der Faservertei-lung im Frischbe-ton bei Zugabe in den Fahrmischer
Prüfung nach Anhang M
Überprüfen der Anforderungen nach Tabelle Q.4
So häufig wie die Druck-festigkeitsprüfung, siehe DIN EN 206-1, Tabelle 24, Zeile 16
18 Nachrissbiege-zugprüfung an in Formen herge-stellten Beton-probekörpern
Prüfung nach Anhang O
Einstufung des Betons in eine Leistungsklasse
Einmal jährlich
Im Zweifelsfall
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DAfStb-Richtlinie Stahlfaserbeton – Teil 2
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Tabelle Q.4 – Kriterien für die Gleichmäßigkeit der Faserverteilung im Frischbeton
Prüfergebnis für
Fasergehalt in kg/m3
mf,i 0,80 mf,min
m f 0,85 mf,min
mf ,min: Mindestwert des Fasergehaltes
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DAfStb-Richtlinie Stahlfaserbeton – Teil 3
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Teil 3 – Ergänzungen und Änderungen zu DIN EN 13670 und DIN 1045-3 1 Anwendungsbereich
DIN 1045-3, erster Absatz wird ersetzt
Teil 3 gilt zusammen mit DIN EN 13670 und DIN 1045-3 für die Ausführung von Bauteilen oder Bauwerken, die nach Teil 1 bemessen wurden und bei denen der Beton nach Teil 2 hergestellt wurde. Teil 3 enthält Anforderungen an die Ausführung von Bauwerken des Hoch- und Ingenieurbaus aus Be-ton und Stahlbeton mit Zusatz von Stahlfasern ent-sprechend dem in Teil 1, Abschnitt 1, definierten Anwendungsbereich. ANMERKUNG: Teil 3 regelt im Sinne von DIN EN 13670, Abschnitt 1, Absatz 4, Punkt b), die zusätzlichen oder abweichenden Regelungen für Bauteile oder Bauwerke aus Beton und Stahlbeton mit Zusatz von Stahlfasern.
8 Betonieren 8.1 Festlegungen des Betons
DIN 1045-3, neuer Absatz (R.5) wird eingefügt
(R.5) Der erforderliche Aufwand für die Verarbei-tung und Verdichtung des Stahlfaserbetons nimmt in der Regel mit zunehmendem Stahlfasergehalt und zunehmender Stahlfaserschlankheit zu.
8.4 Einbringen und Verdichten
DIN 1045-3, neuer Abschnitt R.8.4.7 wird eingefügt
R.8.4.7 Stahlfaserbeton
Beim Verdichten von Stahlfaserbeton ist zu beach-ten, dass das Fließen des Betons in der Schalung Einfluss auf die Orientierung der Fasern im Bauteil haben kann. Zu intensives Verdichten des Stahlfa-serbetons ist zu vermeiden, da es zur Fasersedi-mentation führt.
DIN 1045-3, Anhang NA (normativ) – Überwachung durch das Bauunternehmen DIN 1045-3, Anhang NA.6 Überwachen des Betonierens
DIN 1045-3, Tabelle NA.1 wird ergänzt:
Tabelle NA.1 – Überwachungsklassen für den Beton
Spalte 1 2 3 4
Zeile Gegenstand Überwachungs-
klasse 1 Überwachungs-
klasse 2 Überwachungs-
klasse 3
5 Besondere Beton-eigenschaften
Stahlfaserbeton der Leistungsklasse ≤ L1-1,2
Stahlfaserbeton der Leistungsklasse > L1-1,2
–
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DAfStb-Richtlinie Stahlfaserbeton – Teil 3
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DIN 1045-3, Anhang NB (normativ) – Prüfungen für die maßgebenden Frisch- und Festbe-toneigenschaften NB.1 Allgemeines Die Absätze (3) und (4) entfallen. DIN 1045-3, Tabelle NB.1 wird ergänzt:
Tabelle NB.1 – Umfang und Häufigkeit der Prüfungen bei Beton nach Eigenschaften
Spalte 1 2 3 4 5 6
Zeile Gegenstand Prüfverfahren Anforderung
Häufigkeit für Überwachungsklasse 1 2 3
Frisch- und Festbetoneigenschaften
8a a Stahlfasergehalt des Frischbetons a
Augenschein-prüfung
Normales Aussehen Stichprobe Jedes Liefer-
fahrzeug Entfällt
Nach Teil 2, Anhang M
Nach Anhang NB.3 – Nach
Anhang NB.3 Entfällt
8b a
Nachrissbiegezug-prüfung an in For-men hergestellten Betonprobekörpern
Nach Teil 2, Anhang O
Nach Anhang NB.3 – Nach
Anhang NB.3 Entfällt
a Prüfungen 8a und 8b dürfen alternativ durchgeführt werden.
DIN 1045-3, Anhang NB.3 wird ergänzt: NB.3 Prüfung des Stahlfasergehaltes für Beton nach Eigenschaften bei Verwendung von
Transportbeton (1) In Zweifelsfällen ist für Stahlfaserbeton der Überwachungsklasse 2 eine Fasergehaltsbestimmung nach Teil 2, Anhang M.1 oder M.2 oder alternativ eine Bestimmung der Nachrissbiegezugprüfung an in Formen hergestellten Betonprobekörpern nach Teil 2, Anhang O, vorzunehmen. (2) Die Beurteilung der Ergebnisse der Bestimmung des Fasergehaltes erfolgt nach den Kriterien der Ta-belle NB.3. (3) Die Beurteilung der Ergebnisse der Nachrissbiegzugprüfung erfolgt nach den Kriterien der Tabel-le NB.4.
Tabelle NB.3 – Annahmekriterien für das Ergebnis der Bestimmung des Fasergehaltes
Anzahl n der Ergebnisse in der Reihe
Fasergehalt in kg/m3
n = 1 mf,i 0,80 mf,min
n = 3 m f 0,85 mf,min
mf ,min: Mindestwert des Fasergehaltes ANMERKUNG: „n“ bezieht sich auf die Ladung.
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DAfStb-Richtlinie Stahlfaserbeton – Teil 3
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Tabelle NB.4 – Annahmekriterien für das Ergebnis der Nachrissbiegezugprüfung
Anzahl n der Ergebnisse in der Reihe
Jedes einzelne Prüfergebnis N/mm2
n = 1 L1 und L2
ANMERKUNG 1: „n“ und „Prüfergebnis“ beziehen sich auf die Ladung. ANMERKUNG 2: Der Zahlenwert des Prüfergebnisses ist nicht mit dem Faktor 0,51 gemäß Teil 2, Gleichung O.3, zu multiplizieren.
(4) Der Beton ist anzunehmen, wenn die in Tabelle NB.3 oder Tabelle NB.4 angegebenen Kriterien erfüllt sind. (5) Werden unzureichende Prüfergebnisse festgestellt, kann die Annahmeprüfung an Bauteilproben erfol-gen, z. B. durch die Bestimmung des Fasergehaltes an Bohrkernen. Dabei muss jedes einzelne Prüfer-gebnis mindestens 80 % des Mindestwertes des Fasergehaltes oder der Mittelwert aus 3 Bohrkernen min-destens 85 % des Mindestwertes des Fasergehaltes aufweisen.
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DEUTSCHER AUSSCHUSS FÜR STAHLBETON
DAfStb-Richtlinie Herstellung und Verwendung von zementgebundenem Vergussbeton und Vergussmörtel Ausgabe November 2011 Ersatz für Ausgabe Juni 2006; bisherige Vertriebsnummer 65041 Die Verpflichtungen aus der Richtlinie 98/34/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 22. Juni 1998 über ein Informationsverfahren auf dem Gebiet der Normen und technischen Vorschriften und der Vorschriften für die Dienste der Informationsgesellschaft (ABl. L 204 vom 21.7.1998, S. 37), die zuletzt durch die Richtlinie 2006/96/EG (ABl. L 363 vom 20.12.2006, S. 81) geändert worden ist, sind beachtet worden. Bezüglich der in dieser Richtlinie genannten Normen, anderen Unterlagen und technischen Anforde-rungen, die sich auf Produkte oder Prüfverfahren beziehen, gilt, dass auch Produkte bzw. Prüfver-fahren angewandt werden dürfen, die Normen oder sonstigen Bestimmungen und/oder technischen Vorschriften anderer Mitgliedstaaten der Europäischen Union oder der Türkei oder einem EFTA-Staat, der Vertragspartei des EWR-Abkommens ist, entsprechen, sofern das geforderte Schutzniveau in Bezug auf Sicherheit, Gesundheit und Gebrauchstauglichkeit gleichermaßen dauerhaft erreicht wird. Herausgeber: Deutscher Ausschuss für Stahlbeton e. V. – DAfStb Budapester Straße 31 D-10787 Berlin Telefon: 030 2693-1320 [email protected] Der Deutsche Ausschuss für Stahlbeton (DAfStb) beansprucht alle Rechte, auch das der Übersetzung in fremde Sprachen. Ohne ausdrückliche Genehmigung des DAfStb ist es nicht gestattet, diese Veröffentlichung oder Teile daraus auf fotomechanischem Wege oder auf andere Art zu vervielfältigen.
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DAfStb-Richtlinie „Vergussbeton/Vergussmörtel“
3
Vorbemerkung Herstellung und Verwendung von Vergussbeton und Vergussmörtel für tragende Bauteile erfordern gründ-liche Kenntnisse und Erfahrungen mit diesen Baustoffen. Die Richtlinie behandelt Vergussbetone und Vergussmörtel, die in der Regel in fließfähiger Konsistenz ver-arbeitet werden sollen. Mörtel für andere Konsistenzbereiche können sinngemäß nach dieser Richtlinie beurteilt werden. Die von der DIN EN 206-1/DIN 1045-2 abweichenden Regelungen der Trockenbeton-Richtlinie wurden in dieser Richtlinie berücksichtigt und entsprechend eingefügt. Hinsichtlich der Bemessungswerte für die Verformungseigenschaften und die Festigkeiten gelten die Anfor-derungen der DIN EN 1992-1-1 in Verbindung mit DIN EN 1992-1-1/NA. In bestimmten Fällen, zum Beispiel beim Vergießen von hoch beanspruchten Maschinenfundamenten, kann es notwendig werden, Ver-formungs- und Festigkeitskennwerte gesondert zu ermitteln (z. B. E-Modul, Kriechbeiwert, Wärmedehnzahl, Biegezugfestigkeit, Ermüdungsfestigkeit). Änderungen gegenüber der Ausgabe „Juni 2006“ Gegenüber der Ausgabe Juni 2006 der Richtlinie wurden folgende Änderungen vorgenommen: – Präzisierung des Anwendungsbereiches; – Einarbeitung der Berichtigung aus dem Jahr 2007; – Berücksichtigung der seit der Erstausgabe im Jahr 2006 gesammelten Erfahrungen mit der Anwendung
der Richtlinie; – Aufnahme von weiteren Schwindklassen für Vergussbeton (SKVB 0) und Vergussmörtel (SKVM 0); – Überarbeitung der Angaben auf dem Lieferschein; – Präzisierung der Prüfung des Temperatureinflusses (zwischen 5 °C und 30 °C) im Rahmen der
Erstprüfung und der werkseigenen Produktionskontrolle; – Änderung einiger Prüfhäufigkeiten in den Tabellen A-2 und A-4.
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DAfStb-Richtlinie „Vergussbeton/Vergussmörtel“
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Vorbemerkung Herstellung und Verwendung von Vergussbeton und Vergussmörtel für tragende Bauteile erfordern gründ-liche Kenntnisse und Erfahrungen mit diesen Baustoffen. Die Richtlinie behandelt Vergussbetone und Vergussmörtel, die in der Regel in fließfähiger Konsistenz ver-arbeitet werden sollen. Mörtel für andere Konsistenzbereiche können sinngemäß nach dieser Richtlinie beurteilt werden. Die von der DIN EN 206-1/DIN 1045-2 abweichenden Regelungen der Trockenbeton-Richtlinie wurden in dieser Richtlinie berücksichtigt und entsprechend eingefügt. Hinsichtlich der Bemessungswerte für die Verformungseigenschaften und die Festigkeiten gelten die Anfor-derungen der DIN EN 1992-1-1 in Verbindung mit DIN EN 1992-1-1/NA. In bestimmten Fällen, zum Beispiel beim Vergießen von hoch beanspruchten Maschinenfundamenten, kann es notwendig werden, Ver-formungs- und Festigkeitskennwerte gesondert zu ermitteln (z. B. E-Modul, Kriechbeiwert, Wärmedehnzahl, Biegezugfestigkeit, Ermüdungsfestigkeit). Änderungen gegenüber der Ausgabe „Juni 2006“ Gegenüber der Ausgabe Juni 2006 der Richtlinie wurden folgende Änderungen vorgenommen: – Präzisierung des Anwendungsbereiches; – Einarbeitung der Berichtigung aus dem Jahr 2007; – Berücksichtigung der seit der Erstausgabe im Jahr 2006 gesammelten Erfahrungen mit der Anwendung
der Richtlinie; – Aufnahme von weiteren Schwindklassen für Vergussbeton (SKVB 0) und Vergussmörtel (SKVM 0); – Überarbeitung der Angaben auf dem Lieferschein; – Präzisierung der Prüfung des Temperatureinflusses (zwischen 5 °C und 30 °C) im Rahmen der
Erstprüfung und der werkseigenen Produktionskontrolle; – Änderung einiger Prüfhäufigkeiten in den Tabellen A-2 und A-4.
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Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
DAfStb-Richtlinie Vergussbeton/Vergussmörtel
5
Inhaltsverzeichnis
Seite 1 Anwendungsbereich .................................................................................................................. 6
2 Begriffe, Symbole und Abkürzungen ....................................................................................... 6
2.1 Begriffe ......................................................................................................................................... 6
2.2 Symbole und Abkürzungen .......................................................................................................... 6
3 Anforderungen ........................................................................................................................... 6
3.1 Anforderungen an das Herstellwerk ............................................................................................. 6
3.2 Anforderungen an die Ausgangsstoffe ......................................................................................... 7
3.3 Anforderungen an Vergussbeton und Vergussmörtel .................................................................. 7
3.3.1 Allgemeines .................................................................................................................................. 7
3.3.2 Vergussbeton ............................................................................................................................... 7
3.3.3 Vergussmörtel .............................................................................................................................. 8
4 Konformitätskontrolle und Konformitätskriterien .................................................................. 9
4.1 Konformitätskontrolle für die Druckfestigkeit ................................................................................ 9
4.2 Konformitätskriterien für andere Eigenschaften als die Festigkeit ............................................... 10
5 Herstellung und Produktionskontrolle im Herstellwerk ......................................................... 10
5.1 Aufzeichnungen ............................................................................................................................ 10
5.1.1 Mischanweisung im Herstellwerk ................................................................................................. 10
5.1.2 Sortenverzeichnis/Produktspezifikation ....................................................................................... 10
5.1.3 Aufgezeichnete Daten und andere Unterlagen aus der Produktionskontrolle ............................. 11
5.2 Zusammensetzung und Erstprüfung ............................................................................................ 12
5.3 Herstellen des Vergussmörtels/Vergussbetons (Trockengemisch) ............................................. 12
5.4 Überwachung im Herstellwerk ..................................................................................................... 12
5.4.1 Allgemeines .................................................................................................................................. 12
5.4.2 Werkseigene Produktionskontrolle ............................................................................................... 12
5.4.3 Zertifizierung und Regelüberwachung ......................................................................................... 13
6 Liefern und Lagern ..................................................................................................................... 13
7 Informationen vom Hersteller für den Verwender .................................................................. 13
8 Lieferschein ................................................................................................................................ 14
9 Verarbeiten und Überwachung auf der Baustelle ................................................................... 15
Normen und Richtlinien .......................................................................................................................... 16
Anhang A (normativ) – Umfang der Prüfungen im Rahmen der werkseigenen Produktionskontrolle von Vergussbeton und Vergussmörtel ....................................... 17
Anhang B (normativ) – Prüfungen an Vergussbeton ........................................................................ 22
Anhang C (normativ) – Prüfungen an Vergussmörtel ....................................................................... 23
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DAfStb-Richtlinie Vergussbeton/Vergussmörtel
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Inhaltsverzeichnis
Seite 1 Anwendungsbereich .................................................................................................................. 6
2 Begriffe, Symbole und Abkürzungen ....................................................................................... 6
2.1 Begriffe ......................................................................................................................................... 6
2.2 Symbole und Abkürzungen .......................................................................................................... 6
3 Anforderungen ........................................................................................................................... 6
3.1 Anforderungen an das Herstellwerk ............................................................................................. 6
3.2 Anforderungen an die Ausgangsstoffe ......................................................................................... 7
3.3 Anforderungen an Vergussbeton und Vergussmörtel .................................................................. 7
3.3.1 Allgemeines .................................................................................................................................. 7
3.3.2 Vergussbeton ............................................................................................................................... 7
3.3.3 Vergussmörtel .............................................................................................................................. 8
4 Konformitätskontrolle und Konformitätskriterien .................................................................. 9
4.1 Konformitätskontrolle für die Druckfestigkeit ................................................................................ 9
4.2 Konformitätskriterien für andere Eigenschaften als die Festigkeit ............................................... 10
5 Herstellung und Produktionskontrolle im Herstellwerk ......................................................... 10
5.1 Aufzeichnungen ............................................................................................................................ 10
5.1.1 Mischanweisung im Herstellwerk ................................................................................................. 10
5.1.2 Sortenverzeichnis/Produktspezifikation ....................................................................................... 10
5.1.3 Aufgezeichnete Daten und andere Unterlagen aus der Produktionskontrolle ............................. 11
5.2 Zusammensetzung und Erstprüfung ............................................................................................ 12
5.3 Herstellen des Vergussmörtels/Vergussbetons (Trockengemisch) ............................................. 12
5.4 Überwachung im Herstellwerk ..................................................................................................... 12
5.4.1 Allgemeines .................................................................................................................................. 12
5.4.2 Werkseigene Produktionskontrolle ............................................................................................... 12
5.4.3 Zertifizierung und Regelüberwachung ......................................................................................... 13
6 Liefern und Lagern ..................................................................................................................... 13
7 Informationen vom Hersteller für den Verwender .................................................................. 13
8 Lieferschein ................................................................................................................................ 14
9 Verarbeiten und Überwachung auf der Baustelle ................................................................... 15
Normen und Richtlinien .......................................................................................................................... 16
Anhang A (normativ) – Umfang der Prüfungen im Rahmen der werkseigenen Produktionskontrolle von Vergussbeton und Vergussmörtel ....................................... 17
Anhang B (normativ) – Prüfungen an Vergussbeton ........................................................................ 22
Anhang C (normativ) – Prüfungen an Vergussmörtel ....................................................................... 23
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DAfStb-Richtlinie Vergussbeton/Vergussmörtel
6
1 Anwendungsbereich (1) Vergussbeton und Vergussmörtel unterscheiden sich von herkömmlichem Beton und Mörtel nach DIN EN 206-1 und DIN 1045-2 insbesondere in einer deutlich weicheren, d. h. besonders fließfähigen, Kon-sistenz und in einem erhöhten Mehlkorngehalt. Sie dürfen dennoch entsprechend dieser Richtlinie als Betonergänzung wie Beton nach DIN EN 206-1 in Verbindung mit DIN 1045-2 und DIN EN 13670 in Verbindung mit DIN 1045-3 und Zementmörtel nach DIN 1045-2:2008-08, Abschnitt 5.3.8, in dünnen Schichten verwendet werden, z. B. für das Ausfüllen von Fugen oder das Einbetonieren von Stützen in Köcherfundamente. (2) Diese Richtlinie gilt für Vergussbeton und Vergussmörtel mit hoher Frühfestigkeit und einer Druckfestig-keitsklasse von mindestens C50/60. (3) Vergussmörtel und Vergussbetone nach dieser Richtlinie können als Betonersatz im Sinne der DAfStb-Richtlinie für Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen lediglich für das Unter- bzw. Vergießen von Bauteilen bzw. das Vergießen kleinformatiger Fehlstellen, Spalten und Hohlräume verwendet werden. (4) Die maximale Schichtdicke des Vergussbetons bzw. Vergussmörtels sollte das 25-fache des verwen-deten Größtkorns nicht überschreiten. (5) Diese Richtlinie gilt nicht für: – die Herstellung von Tragwerken oder großformatigen Bauteilen des Hoch- und Ingenieurbaus aus
Vergussbeton und Vergussmörtel; – die Verwendung von Vergussbeton und Vergussmörtel für die Verankerung von Zugkräften; – die Verwendung von Vergussmörtel für das nachträgliche Einmörteln von Bewehrungsstäben; – die Verwendung als Instandsetzungsmörtel oder -beton nach der DAfStb-Richtlinie für Schutz und
Instandsetzung von Betonbauteilen zum großformatigen Betonersatz; – Vergussbeton und Vergussmörtel für die Expositionsklassen XM und XF4; – Vergussbeton und Vergussmörtel mit leichter, schwerer oder rezyklierter Gesteinskörnung; – Vergussbeton und Vergussmörtel mit künstlich eingeführten Luftporen; – Vergussbeton und Vergussmörtel mit Festlegung als Standardbeton. (6) Das Prinzip der Betonfamilien darf bei dem Konformitätsnachweis nicht angewendet werden. (7) Wenn in dieser Richtlinie nicht anders ausgeführt, gelten sinngemäß die Regelungen von DIN EN 206-1 in Verbindung mit DIN 1045-2 und DIN EN 13670 in Verbindung mit DIN 1045-3. 2 Begriffe, Symbole und Abkürzungen 2.1 Begriffe Vergussbeton und Vergussmörtel Vergussbeton und Vergussmörtel bestehen aus einem trockenen Gemisch aus Zement, mineralischer Gesteinskörnung und gegebenenfalls Betonzusatzmitteln und/oder Betonzusatzstoffen. Sie werden werkmäßig hergestellt, trocken und witterungsgeschützt gelagert und nach einer bestimmten Wasserzugabe an der Einbaustelle nach einer gesonderten Arbeitsanweisung hergestellt und in fließfähiger Konsistenz verarbeitet. Vergussbeton wird definiert durch eine Gesteinskörnung mit einem Größtkorn > 4 mm, Vergussmörtel durch eine Gesteinskörnung mit einem Größtkorn 4 mm. 2.2 Symbole und Abkürzungen f1 bis f3: Konsistenzklassen, ausgedrückt als Mörtelfließmaß. a1 bis a3: Konsistenzklassen, ausgedrückt als Betonausfließmaß. 3 Anforderungen 3.1 Anforderungen an das Herstellwerk Die Anforderungen an die Geräteausstattung und das Personal richten sich sinngemäß nach den Bestim-mungen für Transportbetonwerke (DIN EN 206-1:2001-07 und DIN 1045-2:2008-08, Abschnitt 9.6). Zur Geräteausstattung zählen zusätzlich Verpackungseinrichtungen und gegebenenfalls Trocknungseinrich-tungen für die Gesteinskörnung.
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DAfStb-Richtlinie Vergussbeton/Vergussmörtel
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3.2 Anforderungen an die Ausgangsstoffe (1) Für die Ausgangsstoffe gelten die Anforderungen der DIN EN 206-1 in Verbindung mit DIN 1045-2. (2) Es dürfen nur genormte oder bauaufsichtlich zugelassene Ausgangsstoffe verwendet werden. (3) Zusatzmittel für Einpressmörtel nach DIN EN 934-4 (Wirkungsgruppe „EH“) unter Berücksichtigung von DIN V 20000-101 dürfen für Vergussbeton und Vergussmörtel verwendet werden. Das Korrosionsverhalten darf alternativ zu DIN V 20000-101:2002-11, Abschnitt 7, auch nach DIN EN 934-1 nachgewiesen sein. (4) Restwasser nach DIN EN 1008 darf abweichend von DIN EN 206-1 und DIN 1045-2 nicht verwendet werden. (5) Der Feuchtegehalt der Gesteinskörnungen darf unmittelbar vor der Herstellung des Vergussbetons oder des Vergussmörtels einen Masseanteil von im Mittel 0,1 % (Einzelwerte 0,2 %) bei Prüfung nach DIN EN 1097-5 nicht überschreiten. (6) Bei den groben Gesteinskörnungen darf der Anteil an leichtgewichtigen organischen Verunreinigungen 0,05 M.-% nicht überschreiten. 3.3 Anforderungen an Vergussbeton und Vergussmörtel 3.3.1 Allgemeines (1) Für die allgemeinen Anforderungen an Vergussbeton und Vergussmörtel (Druckfestigkeitsklasse, Expositionsklassen, Art der Verwendung bzw. Klasse des Chloridgehalts usw.) gelten sinngemäß die Fest-legungen von DIN EN 206-1 und DIN 1045-2, sofern in dieser Richtlinie nichts anderes festgelegt wird. (2) Die Begrenzung des Mehlkorngehaltes von Vergussbeton und Vergussmörtel ist abweichend von DIN 1045-2:2008-08, Tabelle F 4.1, nicht anzuwenden. 3.3.2 Vergussbeton 3.3.2.1 Anforderungen an Frischbetoneigenschaften (1) Bei Einteilung in Konsistenzklassen gilt Tabelle 1. Die Prüfung erfolgt mit der vom Hersteller für den jeweiligen Temperaturbereich angegebenen geringsten Wassermenge nach Anhang B, Abschnitte B.1 und B.2.1.
Tabelle 1 – Ausfließmaßklassen für Vergussbeton
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1 2 Klasse Ausfließmaß
(Durchmesser) in mm
1 a1 500 bis 590
2 a2 600 bis 690
3 a3 700 (2) Alternativ zu der Klasseneinteilung darf die Konsistenz (in besonderen Fällen) auch mit einem Zielwert des Ausfließmaßes mit einer zulässigen Abweichung von ± 50 mm festgelegt werden. (3) Das Ausfließmaß darf innerhalb von 30 Minuten nach der Herstellung höchstens um 80 mm abnehmen. (4) Vergussbeton, der gemäß Anhang B, Abschnitt B.1, mit der vom Hersteller für den jeweiligen Tempera-turbereich angegebenen höchstzulässigen Wassermenge hergestellt und nach Anhang B, Abschnitt B.2.3, geprüft wird, darf sich nicht entmischen. (5) Vergussbeton, der gemäß Anhang B, Abschnitt B.1, mit der vom Hersteller für den jeweiligen Tempera-turbereich angegebenen höchstzulässigen Wassermenge hergestellt und nach Anhang B, Abschnitt B.4, geprüft wird, darf nicht sedimentieren.
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DAfStb-Richtlinie Vergussbeton/Vergussmörtel
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3.3.2.2 Anforderungen an Festbetoneigenschaften (1) Die Festbetoneigenschaften von Vergussbeton sind an Proben mit der vom Hersteller für den jeweiligen Temperaturbereich angegebenen höchstzulässigen Wassermenge zu ermitteln. (2) Vergussbeton muss bei Prüfung nach Anhang B, Abschnitt B.3, unter allen Anwendungsbedingungen mindestens ein Quellmaß von + 0,1 Vol.-% aufweisen. (3) Jeder Einzelwert der Druckfestigkeit c,cube muss bei Prüfung nach Anhang B, Abschnitt B.5, nach 24 Stunden mindestens folgende Werte aufweisen: – Frühfestigkeitsklasse A: 40 N/mm2, – Frühfestigkeitsklasse B: 25 N/mm2 und – Frühfestigkeitsklasse C: 10 N/mm2. (4) In der Erstprüfung ist nachzuweisen, dass nach 56 und 91 Tagen kein Festigkeitsabfall gegenüber der 28 Tage-Druckfestigkeit eintritt. (5) Die im Alter von 91 Tagen nach Anhang B, Abschnitt B.6, bei rd. 20 °C und rd. 65 % relativer Luftfeuchte ermittelten Schwindmaße müssen hinsichtlich Mittelwert aus 3 Proben (s,m,91) und Einzelwerten (s,i,91) folgende Anforderungen erfüllen: Vergussbetone Schwindklasse SKVB 0: s,m,91 0,6 ‰ und s,i,91 0,8 ‰ Vergussbetone Schwindklasse SKVB I: s,m,91 0,8 ‰ und s,i,91 1,0 ‰ Vergussbetone Schwindklasse SKVB II: s,m,91 1,5 ‰ und s,i,91 2,0 ‰ 3.3.3 Vergussmörtel 3.3.3.1 Anforderungen an Frischmörteleigenschaften (1) Bei Einteilung in Konsistenzklassen gilt Tabelle 2. Die Prüfung erfolgt mit der vom Hersteller für den jeweiligen Temperaturbereich angegebenen geringsten Wassermenge nach Anhang C, Abschnitte C.1 und C.2.1.
Tabelle 2 – Fließmaßklassen für Vergussmörtel
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1 2 Klasse Fließmaß in mm
1 f1 550 bis 640
2 f2 650 bis 740
3 f3 750 (2) Alternativ zu der Klasseneinteilung darf die Konsistenz (in besonderen Fällen) auch mit einem Zielwert des Fließmaßes mit einer zulässigen Abweichung von ± 50 mm festgelegt werden. (3) Das Fließmaß darf innerhalb von 30 Minuten nach der Herstellung höchstens um 100 mm abnehmen. (4) Vergussmörtel, der gemäß Anhang C, Abschnitt C.1, mit der vom Hersteller für den jeweiligen Tempera-turbereich angegebenen höchstzulässigen Wassermenge hergestellt und nach Anhang C, Abschnitt C.2.4, geprüft wird, darf sich nicht entmischen.
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(5) Vergussmörtel, der gemäß Anhang C, Abschnitt C.1, mit der vom Hersteller für den jeweiligen Tempera-turbereich angegebenen höchstzulässigen Wassermenge hergestellt und nach Anhang C, Abschnitt C.4, geprüft wird, darf nicht sedimentieren. 3.3.3.2 Anforderungen an Festmörteleigenschaften (1) Die Festmörteleigenschaften von Vergussmörtel sind an Proben mit der vom Hersteller für den jeweiligen Temperaturbereich angegebenen höchstzulässigen Wassermenge zu ermitteln. (2) Vergussmörtel muss bei Prüfung nach Anhang C, Abschnitt C.3, unter allen Anwendungsbedingungen mindestens ein Quellmaß von + 0,1 Vol.-% aufweisen. (3) Jeder Einzelwert der Druckfestigkeit c,cube muss bei Prüfung nach Anhang C, Abschnitt C.5, nach 24 Stunden mindestens folgende Werte aufweisen: – Frühfestigkeitsklasse A: 40 N/mm2, – Frühfestigkeitsklasse B: 25 N/mm2 und – Frühfestigkeitsklasse C: 10 N/mm2. (4) In der Erstprüfung ist nachzuweisen, dass nach 56 und 91 Tagen kein Festigkeitsabfall gegenüber der 28 Tage-Druckfestigkeit eintritt. (5) Die im Alter von 91 Tagen nach Anhang C, Abschnitt C.6, bei rd. 20 °C und rd. 65 % relativer Luftfeuchte ermittelten Schwindmaße müssen hinsichtlich Mittelwert aus 3 Proben (s,m,91) und Einzelwerten (s,i,91) folgende Anforderungen erfüllen: Vergussmörtel Schwindklasse SKVM 0: s,m,91 0,6 ‰ und s,i,91 0,8 ‰ Vergussmörtel Schwindklasse SKVM I: s,m,91 0,8 ‰ und s,i,91 1,0 ‰ Vergussmörtel Schwindklasse SKVM II: s,m,91 1,2 ‰ und s,i,91 1,4 ‰ Vergussmörtel Schwindklasse SKVM III: s,m,91 1,5 ‰ und s,i,91 2,0 ‰ 4 Konformitätskontrolle und Konformitätskriterien1)
Der Nachweis der Konformität muss auf Grundlage von Prüfergebnissen erfolgen, die während eines Nach-weiszeitraums erhalten wurden, der die letzten zwölf Monate nicht überschreiten darf. ANMERKUNG Konformitätskontrolle und Konformitätskriterien beziehen sich hier ausschließlich auf die Herstellung von Vergussbeton und Vergussmörtel durch den Hersteller im Herstellwerk. 4.1 Konformitätskontrolle für die Druckfestigkeit (1) Beton- und Mörtelproben müssen zufällig ausgewählt und nach DIN EN 12350-1 entnommen werden. Die Mindesthäufigkeit der Probenahme und der Prüfung beträgt für die Bestimmung der Frühfestigkeits-klasse und der Druckfestigkeitsklasse im Alter von 28 Tagen:
1) Die in dieser Richtlinie enthaltenen Bestimmungen für den Konformitätsnachweis gelten als Bestimmun-
gen für den Übereinstimmungsnachweis nach den Landesbauordnungen.
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– bei Vergussbeton: jeweils 3 Würfel pro Herstelltag, – bei Vergussmörtel: jeweils 1 Prismensatz pro Herstelltag. (2) Beträgt die Spannweite der Prüfwerte zur Bestimmung der Druckfestigkeitsklasse aus einer Probe mehr als 15 % des Mittelwertes, müssen die Ergebnisse außer Betracht bleiben, falls nicht eine Untersuchung einen annehmbaren Grund für das Verwerfen eines einzelnen Prüfwertes ergibt. (3) Für die Einstufung von Vergussbeton und Vergussmörtel in Druckfestigkeitsklassen gelten die Regelun-gen von DIN EN 206-1 und DIN 1045-2:2008-08, Abschnitt 8.2.1.3, sinngemäß. (4) Es gelten ausschließlich die Kriterien der stetigen Herstellung für hochfesten Beton. 4.2 Konformitätskriterien für andere Eigenschaften als die Festigkeit (1) Die Mindestanzahl der Proben und die Prüfverfahren sind in Tabelle 3 angegeben. (2) Die Konformität des Vergussbetons und Vergussmörtels beruht auf dem Zählen der Anzahl der Ergeb-nisse, die während des Nachweises erzielt wurden und außerhalb der festgelegten Grenzwerte, Klassen-grenzen oder zulässigen Abweichungen eines Zielwertes liegen, und dem Vergleich dieser Gesamtzahl mit der höchstzulässigen Anzahl (Attributverfahren). (3) Die Konformität mit der in Abschnitt 3.3 geforderten Verarbeitbarkeit (Konsistenz) und Verarbeitbarkeits-zeit (Ansteifen) für Vergussbeton und Vergussmörtel wird bestätigt, wenn – keine Prüfergebnisse außerhalb der festgelegten Grenzwerte der Klassengrenzen oder Toleranzen der
Zielwerte liegen; – alle Einzelprüfergebnisse die in Tabelle 3 angegebene Grenzabweichung einhalten.
Tabelle 3 – Konformitätskriterien für andere Eigenschaften als die Festigkeit
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1 2 3
Eigen-schaft
Prüfverfahren oder Bestim-mungsverfahren
Grenzabweichung jedes einzelnen Prüfergebnisses von den Grenzen der fest-
gelegten Klasse oder von den Toleranzen des Zielwertes
Untergrenze Obergrenze 1 Konsistenz
und Ansteifen
Ausfließmaß nach Anhang B, Abschnitt B.2.1 bzw. Anhang C, Abschnitt C.2.2 oder Fließmaß nach Anhang C, Abschnitt C.2.1
- 15 mm + 30 mm
2 Quellen Quellmaß nach Anhang B, Abschnitt B.3 bzw. Anhang C, Abschnitt C.3
- 0,01 Vol.-% Keine Beschränkung
3 Schwinden Schwindmaß nach Anhang B, Abschnitt B.6 bzw. Anhang C, Abschnitt C.6
Keine Beschränkung Einhalten der Einzelwert-kriterien nach Abschnitten 3.3.2.2 (5) bzw. 3.3.3.2 (5)
5 Herstellung und Produktionskontrolle im Herstellwerk 5.1 Aufzeichnungen 5.1.1 Mischanweisung im Herstellwerk Bei der Herstellung von Vergussbeton und Vergussmörtel muss dem Mischerführer eine Mischanweisung mit mindestens folgenden Angaben vorliegen: a) Sortennummer; b) Art, Festigkeitsklasse und Menge des Zements; c) Art, Korngruppen und Menge der Gesteinskörnungen; d) Art, Menge und Bezeichnung von Betonzusätzen. 5.1.2 Sortenverzeichnis/Produktspezifikation Die im Herstellwerk zur Einsichtnahme vorliegenden Sortenverzeichnisse bzw. Produktspezifikationen müssen für jede zur Lieferung vorgesehene Sorte die folgenden Angaben enthalten:
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a1) Vergussbeton: Eignung für unbewehrten Beton und Stahlbeton, zum Schließen von Öffnungen und Aussparungen in Beton sowie zum Vergießen und Untergießen;
a2) Vergussmörtel: Eignung für Zementmörtel nach DIN 1045-2:2008-08, Abschnitt 5.3.8, gegebenenfalls für Verwendung wie Beton nach DIN EN 206-1 und DIN 1045-2;
b) Klasse für die Frühfestigkeit; c) Druckfestigkeitsklasse; d) Konsistenzklasse; e) Schwindklasse; f) zulässige Expositions- und Feuchtigkeitsklassen; g) Art und Festigkeitsklasse des Zements; h) Mindestmenge und höchstzulässige Menge an Zugabewasser; i) Art und Größtkorn der Gesteinskörnung nach DIN EN 12620 unter Berücksichtigung von DIN 1045-2; j) Art und Bezeichnung der Betonzusätze; k) Festigkeitsentwicklung (Angabe entsprechend DIN EN 206-1 und DIN 1045-2); l) gegebenenfalls besondere Einbaubedingungen. 5.1.3 Aufgezeichnete Daten und andere Unterlagen aus der Produktionskontrolle (1) Über alle wesentlichen Vorgänge der werkseigenen Produktionskontrolle (Herstell- und Prüfvorgänge) einschließlich der Anlieferungen der Ausgangsstoffe sind in übersichtlicher Form fortlaufend Aufzeichnungen zu machen (s. a. DIN EN 206-1 und DIN 1045-2:2008-08, Abschnitt 9). Sie müssen die in Tabelle 4 aufgeführten Angaben enthalten, soweit sie nicht schon auf den Lieferscheinen der Zulieferer ausgewiesen sind.
Tabelle 4 – Aufgezeichnete Daten und gegebenenfalls andere Unterlagen
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1 2
Gegenstand Aufgezeichnete Daten und andere Unterlagen
1 Festgelegte Anforderungen Verweis auf Sortenverzeichnis/Produktspezifikation 2 Zement, Gesteinskörnung, Zusatzmittel und
Zusatzstoffe Name der Lieferanten und Herkunft
3 Prüfungen der Ausgangsstoffe a Datum und Prüfergebnisse 4 Zusammensetzung Beton-/Mörtelbeschreibung;
Aufzeichnung der Massen der Ausgangsstoffe in einer Charge; Chloridgehalt
5 Prüfungen an Frischbeton und Frischmörtel Datum und Ort der Probenahme (Abfüllanlage, Sack, Großgebinde etc.); Menge der geprüften Beton-/Mörtelcharge; zugegebene Wassermenge; Mischzeit und Mischart/Mischertyp; Konsistenz einschließlich zeitlicher Veränderung (verwendete Verfahren und Ergebnisse); Entmischungsneigung; Rohdichte; Beton-/Mörteltemperatur; Quellmaß; Nummer und Bezeichnung der zu prüfenden Probekörper
6 Prüfungen an Festbeton und Festmörtel Datum der Prüfung; Bezeichnung und Alter der Probekörper; Prüfergebnisse für Rohdichte und Festigkeit; besondere Bemerkungen (z. B. ungewöhnliche Versagensart der Prüfkörper); Sedimentationsstabilität; Schwinden
7 Beurteilung der Konformität Konformität/Nichtkonformität mit Festlegungen 8 Zuordnung zur Produktion Angabe der Chargennummer
a Soweit nicht schon auf den Lieferscheinen der Zulieferer ausgewiesen.
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(2) Die Aufzeichnungen der werkseigenen Produktionskontrolle sind der Überwachungsstelle oder der Zerti-fizierungsstelle auf Verlangen vorzulegen und mindestens fünf Jahre aufzubewahren. 5.2 Zusammensetzung und Erstprüfung (1) Die Zusammensetzung ist unter Beachtung der Mindestzementgehalte und höchstzulässigen Wasser-zementwerte gemäß DIN EN 206-1 und DIN 1045-2 anhand einer Erstprüfung festzulegen. (2) An Vergussbeton und Vergussmörtel müssen im Rahmen der Erstprüfung die Mindestmenge und die höchstzulässige Menge an Zugabewasser bestimmt werden, um die angestrebten Frisch- und Festbeton-eigenschaften bzw. Frisch- und Festmörteleigenschaften unter Berücksichtigung des höchstzulässigen Wasserzementwertes mit einem entsprechenden Vorhaltemaß einzuhalten. (3) Die Prüfungen im Rahmen der Erstprüfung müssen bei einer Temperatur von 20 °C durchgeführt werden. Darüber hinaus sind die Produkteigenschaften auch im Bereich der Grenztemperaturen (vom Her-steller anzugeben, ansonsten von 5 °C bis 30 °C) zu ermitteln und zu dokumentieren (s. Anhang B, Abschnitt B.1 und Anhang C, Abschnitt C.1). Zur Bestimmung der Druckfestigkeitsklasse ist der Wert bei 20 °C maßgebend. (4) Vor der ersten Auslieferung ist nachzuweisen, dass sich Vergussbeton und Vergussmörtel im Werk gleichmäßig in Gebinde abfüllen lassen. 5.3 Herstellen des Vergussmörtels/Vergussbetons (Trockengemisch) (1) Alle Ausgangsstoffe sind nach Masse zuzugeben. Die Mischanweisung (s. Abschnitt 5.1.1) muss einge-halten werden. (2) Die Mischwerkzeuge müssen ein vollständiges Durchmischen der Einzelbestandteile sicherstellen. Die Mischzeit ist so zu wählen, dass eine gleichmäßige Verteilung aller Ausgangsstoffe erreicht wird. (3) Alle Vorratsbehälter, wie Bunker oder Silos für die Packmaschine, müssen so beschaffen sein, dass beim Verpacken oder Befüllen Entmischungen vermieden werden. 5.4 Überwachung im Herstellwerk 5.4.1 Allgemeines Die Überwachung im Herstellwerk besteht aus werkseigener Produktionskontrolle, Überwachung der Produktionskontrolle sowie Zertifizierung des Vergussbetons bzw. Vergussmörtels. Für die Kennzeichnung gilt Abschnitt 7. 5.4.2 Werkseigene Produktionskontrolle (1) Der Hersteller hat die Eigenschaften der Ausgangsstoffe und des Vergussbetons oder Vergussmörtels bis zur Übergabe zu überwachen (s. Anhang A, Tabellen A-1 bis A-3 und sinngemäß DIN EN 206-1 und DIN 1045-2). Für Vergussbeton oder Vergussmörtel nach Zusammensetzung ist anstelle der Prüfung nach Tabelle A-2 die Konformitätskontrolle sinngemäß nach DIN EN 206-1:2001-07 und DIN 1045-2:2008-08, Abschnitt 8.3, durchzuführen. ANMERKUNG Die Prüfung der Eigenschaften von Vergussbeton und Vergussmörtel nach Zusammensetzung ist in DIN EN 13670 in Verbindung mit DIN 1045-3 und ergänzend in Tabelle A-4 geregelt. (2) Die Frischbeton- und Frischmörtelprüfungen im Rahmen der werkseigenen Produktionskontrolle müssen im Temperaturbereich von 5 °C bis 30 °C durchgeführt werden. Die obere und untere Grenztemperatur müssen dabei jeweils mindestens einmal im Jahr mit eingeschlossen sein. Wenn vom Hersteller ein anderer Temperaturbereich angegeben wird, dann ist dieser Temperaturbereich unter Einschluss der Grenztemperaturen maßgebend. (3) Wird die Produktprüfung der werkseigenen Produktionskontrolle bei der oberen Grenztemperatur des Temperaturbereichs durchgeführt, sind die Proben mit der höchstzulässigen Wassermenge zu Frischbeton zu verarbeiten. Von jeder Probe sind Konsistenz, Rohdichte und Druckfestigkeit zu ermitteln. Hierbei dürfen weichere Konsistenzen als die Zielkonsistenz auftreten. (4) Die Ergebnisse der Prüfungen sind aufzuzeichnen und – soweit möglich – statistisch auszuwerten. Die Aufzeichnungen sind mindestens 5 Jahre aufzubewahren und der Überwachungsstelle auf Verlangen vor-zulegen.
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(5) Für Vergussbeton und Vergussmörtel ist das Sortenverzeichnis hinsichtlich der Übereinstimmung mit dem Lieferprogramm und der Einhaltung der Anforderungen dieser Richtlinie in angemessenen Zeitspannen zu überprüfen. Weiterhin sind die Mischanweisung, die Begleitzettel und die Lieferunterlagen hinsichtlich der Vollständigkeit der Angaben nach dieser Richtlinie in angemessenen Zeitspannen zu kontrollieren. 5.4.3 Zertifizierung und Regelüberwachung Die Zertifizierung und die Regelüberwachung dürfen nur von dafür anerkannten Stellen durchgeführt werden. Umfang und Häufigkeit der Regelüberwachung sind im Anhang A, Tabelle A-3, festgelegt. 6 Liefern und Lagern (1) Vergussbeton und Vergussmörtel sollen in Gebinden (Säcke oder Großgebinde) abgefüllt und geliefert werden. (2) Vergussbeton und Vergussmörtel sind in Säcke oder Großgebinde (z. B. big-bags) abzufüllen, die unter der Voraussetzung ordnungsgemäßer Handhabung und trockener sowie witterungsgeschützter Lagerung – nach Möglichkeit auf Paletten – die Verwendungsfähigkeit des Vergussbetons und des Vergussmörtels für eine Zeitspanne von mindestens sechs Monaten sicherstellen. (3) Soll Ware mit einer kürzeren Verwendungsfähigkeit eingesetzt werden, dann ist dies zwischen Verwen-der und Hersteller gesondert zu vereinbaren und in den Lieferunterlagen zu kennzeichnen. (4) Wird – in Sonderfällen – Vergussbeton und Vergussmörtel in Silos abgefüllt, so ist sicherzustellen, dass sich dieser weder während des Transports noch während der Entladung entmischt. Dazu sind besondere Maßnahmen zur Vermeidung von Entmischungen zu treffen (z. B. Brechkegel im Silo). Die Befüllung der Silos ist nur im Herstellwerk zulässig. Die Homogenität der Trockenmischung ist durch Prüfung der Frisch- und Festbetoneigenschaften bzw. Frisch- und Festmörteleigenschaften aus unterschiedlichen Entnahmefüll-ständen (unterer – mittlerer – oberer Silobereich) nachzuweisen. 7 Informationen vom Hersteller für den Verwender (1) Dem Anwender sind alle für die Verarbeitung erforderlichen Angaben zur Verfügung zu stellen. Dies erfolgt im Allgemeinen über Produktdatenblätter und Kennzeichnung auf den Gebinden. Bei Lieferung in Großgebinden ist ein Begleitzettel mit den erforderlichen Angaben beizufügen. (2) Es sind mindestens die in Tabelle 5 aufgeführten Angaben auf dem Produktdatenblatt und dem Begleit-zettel sowie auf dem Gebinde bereitzustellen.
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Tabelle 5 – Mindestangaben auf dem Produktdatenblatt, dem Begleitzettel und dem Gebinde
Z S
1 2 Angaben auf dem Produktdatenblatt Angaben auf dem Gebinde bzw. Begleitzettel
1 Name und Anschrift des Herstellwerkes 2 Typenbezeichnung des Vergussbetons oder Vergussmörtels und Größtkorn der Gesteinskörnung 3 Hinweise zur Herstellung und Verarbeitung von Vergussbeton und Vergussmörtel auf der Baustelle: – Mindestmenge und höchstzulässige Menge des Zugabewassers für 5 °C, 20 °C und 30 °C, falls
kein anderer Temperaturbereich festgelegt wird; – Angaben zur Mindestmischzeit; – Hinweis auf Mischertyp; – Verarbeitbarkeitszeit; – Ergiebigkeit in dm3/kg Trockenmasse; – Hinweise zur Untergrundvorbehandlung; – Hinweise zum Vergießen; – Angabe des Konsistenzbereiches anhand der Ausfließmaßklassen oder der Fließmaßklassen
nach Abschnitt 3.3.2.1 oder Abschnitt 3.3.3.1; – für Vergussmörtel: Korrelation zwischen Fließmaß und Ausbreitmaß nach Anhang C,
Abschnitt C.2.2; – Hinweise zur Nachbehandlung; – gegebenenfalls Angaben zur Unverträglichkeit mit anderen Baustoffen, z. B. Anhydrit.
4 Zulässige Lagerungsdauer einschließlich Herstelldatum und Lagerungsbedingungen, alternativ Verwendbarkeitsdatum und Lagerungsbedingungen
5 Füllmasse in kg 6 Hinweis auf diese Richtlinie Hinweis auf diese Richtlinie und Überein-
stimmungszeichen (Ü-Zeichen) 7 gegebenenfalls Hinweis auf von 5 °C bis 30 °C abweichenden Temperaturbereich
8 Druckfestigkeitsklasse
9 Frühfestigkeitsklasse
10 zulässige Expositions- und Feuchtigkeitsklassen Chargennummer 11 Art der Verwendung des Betons (unbewehrter
Beton, Stahlbeton, Spannbeton) –
12 Schwindklasse 13 Minimale und maximale Einbaudicke 14 gegebenenfalls zusätzliche Eigenschaften –
8 Lieferschein Vergussbeton und Vergussmörtel sind mindestens durch folgende Angaben auf dem Lieferschein zu kenn-zeichnen: a) Name und Anschrift des Herstellwerkes; b) Empfänger der Lieferung; c) Tag der Lieferung; d) Lieferscheinnummer; e) Chargennummer/Herstelldatum; f) Menge und Sorte des Vergussbetons bzw. Vergussmörtels; g) genaue Produktbezeichnung (Typenbezeichnung); h) Sollfüllmasse in kg; i) bei loser Lieferung: Übereinstimmungszeichen (Ü-Zeichen); j) anerkannte Überwachungsstelle und anerkannte Zertifizierungsstelle; l) Unterschriften.
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9 Verarbeiten und Überwachung auf der Baustelle (1) Für die Herstellung von Vergussbeton und Vergussmörtel aus Trockenbeton und Trockenmörtel sind die Abschnitte 9.6 bis 9.8 der DIN EN 206-1:2001-07 bzw. DIN 1045-2 zu beachten. (2) Für das Bereiten und Verarbeiten von Vergussbeton oder Vergussmörtel sind die auf der Verpackung oder dem Begleitzettel bzw. den technischen Merkblättern angegebenen Anweisungen zu beachten (s. Abschnitt 7). Insbesondere darf die vom Hersteller angegebene Mindest- und Höchstmenge an Zugabewasser nicht unter- bzw. überschritten werden. (3) Gebinde (Sack oder Großgebinde) dürfen nur im Ganzen verwendet werden. In Silos abgefüllter Vergussbeton und Vergussmörtel darf chargenweise entnommen werden, wenn nachgewiesen ist, dass die Trockenmischung im Silo nicht entmischt ist und geeignete Abmessvorrichtungen auf der Baustelle vorhan-den sind. (4) Trockenmischungen von Vergussbeton und Vergussmörtel, bei denen im Sack, Großgebinde oder Silo bereits teilweise eine Erhärtung stattgefunden hat oder deren Verwendbarkeitsdauer überschritten ist, dürfen nicht verwendet werden. (5) Wasser darf auch volumetrisch abgemessen werden. Restwasser nach DIN EN 1008 darf nicht verwen-det werden. (6) Die Oberflächen von bestehenden Betonbauteilen, die mit Vergussbeton bzw. Vergussmörtel in Kontakt stehen, sind wie Arbeitsfugen gemäß DIN 1045-3:2012-03, Abschnitt 8.2, Absatz (NA.4), zu behandeln. (7) Mit der Nachbehandlung des Vergussbetons oder Vergussmörtels ist unmittelbar nach dem Einbau zu beginnen. Freie Oberflächen von Vergussbeton oder Vergussmörtel sind mindestens 24 Stunden mit wasserzuführenden Maßnahmen nachzubehandeln. (8) Die Überwachung der Bauausführung bei Verwendung von Vergussbeton oder Vergussmörtel richtet sich nach den Regeln des Anwendungszwecks und gegebenenfalls nach den verlangten besonderen Eigen-schaften. Diese Regeln entscheiden über den Umfang der Überwachung (siehe Anhang A, Tabelle A-4). Die Überwachung ist in geeigneter Form zu dokumentieren. (9) Bei der Überprüfung der Konsistenz von Vergussmörtel darf alternativ zum Fließmaß auch das Ausbreit-maß nach Anhang C, Abschnitt C.2.2, verwendet werden.
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Normen und Richtlinien DIN 1045-2:2008-08, Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton – Teil 2: Beton – Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität – Anwendungsregeln zu DIN EN 206-1
DIN 1045-3:2012-03, Tragwerke aus Beton, Stahlbeton und Spannbeton – Teil 3: Bauausführung –Anwendungsregeln zu DIN EN 13670
DIN V 20000-101:2002-11, Anwendung von Bauprodukten in Bauwerken – Teil 101: Zusatzmittel für Einpressmörtel für Spannglieder nach DIN EN 934-4:2002-02
DIN EN 196-1, Prüfverfahren für Zement – Teil 1: Bestimmung der Festigkeit
DIN EN 196-3, Prüfverfahren für Zement – Teil 3: Bestimmung der Erstarrungszeiten und der Raumbe-ständigkeit
DIN EN 197-1, Zement – Teil 1: Zusammensetzung, Anforderungen und Konformitätskriterien von Normal-zement
DIN EN 197-2, Zement – Teil 2: Konformitätsbewertung
DIN EN 206-1:2001-07, Beton – Teil 1: Festlegung, Eigenschaften, Herstellung und Konformität; einschließlich Änderungen DIN EN 206-1/A1:2004-10 und DIN EN 206-1/A2:2005-09
DIN EN 445:1996-07, Einpressmörtel für Spannglieder – Prüfverfahren
DIN EN 1097-5, Prüfverfahren für mechanische und physikalische Eigenschaften von Gesteinskörnungen – Teil 5: Bestimmung des Wassergehaltes durch Ofentrocknung
DIN EN 12350-1, Prüfung von Frischbeton – Teil 1: Probenahme
DIN EN 12350-5, Prüfung von Frischbeton – Teil 5: Ausbreitmaß
DIN EN 12390-2, Prüfung von Festbeton – Teil 2: Herstellung und Lagerung von Probekörpern für Festig-keitsprüfungen
DIN EN 12390-3, Prüfung von Festbeton – Teil 3: Druckfestigkeit von Probekörpern
DIN EN 12620, Gesteinskörnungen für Beton
DIN EN 13670, Ausführung von Tragwerken aus Beton
DAfStb-Richtlinie „Selbstverdichtender Beton“, Ausgabe November 2003
DAfStb-Richtlinie „Herstellung und Verwendung von Trockenbeton und Trockenmörtel“, Ausgabe Juni 2005
DAfStb-Richtlinie „Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen", Ausgabe Oktober 2001
DAfStb-Heft 422, „Prüfung von Beton – Empfehlungen und Hinweise als Ergänzung zu DIN 1048" (Heraus-geber: Deutscher Ausschuss für Stahlbeton, Berlin; Vertrieb: Beuth Verlag GmbH, Berlin)
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Anhang A (normativ) – Umfang der Prüfungen im Rahmen der Produktionskontrolle von Vergussbeton und Vergussmörtel
Tabelle A-1 – Ausgangsstoffe
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1 2 3 4 Gegenstand der
Prüfung Prüfungen Anforderungen Häufigkeit
1 Zement Lieferschein und Ver-packungsaufdruck bzw. Silozettel
Kennzeichnung (Art, Festig- keitsklasse) und Konformitäts-zertifikat nach DIN EN 197 und gegebenenfalls Überein-stimmungszertifikat nach DIN 1164
Jede Lieferung
2 Gesteinskörnung bei Lieferung
Lieferschein Bezeichnung, Konformitäts-erklärung einschließlich der CE-Konformitätskennzeichnung nach DIN EN 12620, gegebenenfalls Alkaliempfindlichkeitsklasse mit Übereinstimmungszertifikat
Jede Lieferung
3 Sichtprüfung auf Art der Gesteinskörnung, Kornzu-sammensetzung, Gesteinsbeschaffenheit und schädliche Bestandteile
Einhalten der Bestimmungen von DIN EN 12620 unter Berücksichtigung von DIN 1045-2 (Übereinstimmung mit der bestellten Korngruppe, Kornform; ausreichende Kornfestigkeit; keine Verunreinigungen)
Jede Lieferung
4 Kornzusammensetzung der einzelnen Korngruppen durch Siebanalyse nach DIN EN 933-1
Einhalten der Kornzusammen-setzung nach DIN EN 12620 unter Berücksichtigung von DIN 1045-2
Bei der ersten Liefe-rung; in angemes-senen Zeitspannen; bei Wechsel des Herstellwerks
5 Betonzusatzstoffe Lieferschein und Ver-packungsaufdruck oder Begleitzettel
Bezeichnung, Norm bzw. Zulas-sungsnummer und Konformitäts- bzw. Übereinstimmungszertifikat
Jede Lieferung
6 Betonzusatzmittel Lieferschein und Ver-packungsaufdruck oder Begleitzettel
Bezeichnung, Wirkungsgruppe, Norm bzw. Zulassungsnummer, Konformitätserklärung einschließlich der CE-Konformitätskennzeichnung
Jede Lieferung
7 Sichtprüfung Keine auffälligen Veränderungen Laufend 8
Gesteinskörnung nach Trocknung
Feuchtegehalt nach DIN EN 1097-5
Feuchtegehalt i. M. 0,1 M.-% (Einzelwert 0,2 M.-%)
Bei Anlieferung feuergetrockneter Gesteinskörnungen unmittelbar vor der ersten Herstellung sowie zweimal jährlich Bei Anlieferung eigenfeuchter Gesteinskörnungen mindestens einmal produktionstäglich
9 Kornzusammensetzung Einhalten der werkseitig vorgegebenen Zusammensetzung der Korngruppen
Mindestens je 1000 t bzw. 5 Produktions-tage
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Tabelle A-2 – Prüfung des Vergussbetons oder Vergussmörtels nach Eigenschaften im Herstellwerk
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1 2 3 4 5 6
Gegenstand der Prüfung Prüfungen Anforderungen/
Eigenschaften
Häufigkeit der Produktions-kontrolle
Je Produk- tionstag
Je 5 Produk-
tionstage
Je Produk- tionsjahr
1 Frischbeton Konsistenz (mit min. w) nach Anhang B, B.2.1
Einhalten des auf Grund der Erstprüfung festgelegten Konsistenzbereiches
1 – – 2 Verarbeitbarkeitszeit (mit
min. w) nach Anhang B, B.2.2
Verringerung des Ausfließmaßes nach 30 Minuten gegenüber dem Ausfließmaß nach 5 Minuten um höchstens 80 mm
3 Entmischen (mit max. w) nach Anhang B, B.2.3
Keine Wasserabsonderung (Bluten)
4 Frischmörtel Konsistenz (mit min. w) nach Anhang C, C.2.1
Einhalten des auf Grund der Erstprüfung festgelegten Konsistenzbereiches
1 – – 5 Verarbeitbarkeitszeit (mit
min. w) nach Anhang C, C.2.3
Verringerung des Fließmaßes nach 30 Minuten gegenüber dem Fließmaß nach 5 Minuten um höchstens 100 mm
6 Entmischen (mit max. w) nach Anhang C, C.2.4
Keine Wasserabsonderung (Bluten)
7 Festbeton und Fest-mörtel
Quellen nach Anhang B, Abschnitt B.3, bzw. Anhang C, C.3
Quellen nach 24 h ≥ + 0,1 Vol.-% 1 – –
8 Sedimentationsstabilität nach Anhang B, Abschnitt B.4; bzw. Anhang C, C.4
Keine signifikant unterschiedliche Verteilung der groben Gesteinskörner – 1 –
9 Druckfestigkeit nach Anhang B, B.5; bzw. Anhang C, C.5
Nach 24 h: ≥ 40 N/mm2 (Klasse A), nach 24 h: ≥ 25 N/mm2 (Klasse B), nach 24 h: ≥ 10 N/mm2 (Klasse C)
1 – –
10 nach 28 Tagen: Abschnitt 4.1 (3) 1 – –
11 nach 56 und 91 Tagen kein Festigkeitsabfall – – 2
12 Schwinden von Vergussbeton nach Anhang B, B.6
Klasse SKVB 0: s,m,91 0,6 ‰, s,i,91 0,8 ‰; Klasse SKVB I: s,m,91 0,8 ‰, s,i,91 1,0 ‰; Klasse SKVB II: s,m,91 1,5 ‰, s,i,91 2,0 ‰.
– – 2
13 Schwinden von Vergussmörtel nach Anhang C, C.6
Klasse SKVM 0: s,m, 91 0,6 ‰, s,i, 91 0,8 ‰; Klasse SKVM I: s,m,91 0,8 ‰, s,i,91 1,0 ‰; Klasse SKVM II: s,m,91 1,2 ‰, s,i,91 1,4 ‰; Klasse SKVM III: s,m,91 1,5 ‰, s,i,91 2,0 ‰.
– – 2
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Tabelle A-3 – Prüfung der technischen Einrichtungen und anderer Angaben im Herstellwerk
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1 2 3 4 5 6 7
Gegenstand der Prüfung Prüfungen Anforderungen/
Eigenschaften
Häufigkeit der Eigenüberprüfung
Häufigkeit der Regel-überwachung
LaufendJe 6
Produk- tionstage
Bei jeder Prüfung
Nach Fest-legung der Überwach-ungsstelle
1 Abmessvor-richtungen für Ausgangs-stoffe
Funktionskon-trolle nach Augenschein
keine Abweichung vom üblichen Verhalten 1 – 1 –
2 Wägekontrolle Einhalten der Sollmas-sen mit einer Genauig-keit von 3 %
– 1 – 1
3 Mischwerk-zeuge
Funktions-kontrolle
Keine Überschreitung der zulässigen Abnut-zung
1 – 1 –
4 Abfüllvorrich-tungen
Funktions-kontrolle
Innerhalb der Verkehrs-fehlergrenzen gemäß Eichgesetz
1 – 1 –
5 Prüf- und Messgeräte
Funktions-kontrolle
Ausreichende Messge-nauigkeit 1 – 1 –
6 Sortenver-zeichnis
Übereinstimmung mit dem Lieferprogramm, Einhalten der in dieser Richtlinie festge-legten Anforderungen und Übereinstimmung mit den Werten der Erstprüfung gemäß Abschnitt 5.2 dieser Richtlinie
– 1 – 1
7 Mischan-weisung
Vollständigkeit und sinngemäße Überein-stimmung mit den Angaben im Sortenver-zeichnis
1 – 1 –
8 Lieferschein,Gebindeauf-druck, Ver-packung
Vollständigkeit gemäß dieser Richtlinie
1 – 1 –
9 Homogenität der Trocken-mischung bei Silobefüllung
Prüfungen am Frisch- und Fest-beton/-mörtel nach Tabelle A-2 bei Proben-nahme aus der unteren, mittleren und oberen Silobefüllung
Einhalten der Anforde-rungen/Eigenschaften nach Tabelle A-2
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DAfStb-Richtlinie Vergussbeton/Vergussmörtel
20
Tabelle A-4 – Prüfungen auf der Baustelle
S
Z
1 2 3 4
Gegenstand der Prüfung Prüfungen Anforderungen Häufigkeit
A Kleingebinde und Großgebinde
1 Lieferschein/ Gebindeaufdruck bzw. Begleitzettel
Augenscheinprüfung Übereinstimmung mit den Festlegungen; Verwendung innerhalb der zulässigen Lage-rungsdauer
Jede Lieferung
2 Abmessvorrichtung für Wasserzugabe; bei Silo-entnahme auch für die Trockenmischung
Funktionskontrolle Einwandfreies Arbeiten Je Herstelltag
3 Einhalten der Sollmasse mit einer Genauigkeit von 3 %
Monatlich
4 Mischwerkzeug Funktionskontrolle Einwandfreies Arbeiten Je Herstelltag
B Fertiges Gemisch bei Vergussbeton und Vergussmörtel nach Eigenschaften
5 Mischung/Herstellung Sichtprüfung Homogenität der Mischung; zusammenhängender Mörtel oder Beton (keine Ent-mischung)
Jede Mischung bzw. laufend
6 Sichtprüfung Konsistenz; Einhalten des fest-gelegten Konsistenzbereiches
Jede Mischung bzw. laufend
7 Bei Vergussbeton: Anhang B, B.2.1
Konsistenzmaß; Einhalten des festgelegten Konsistenzbereiches
Täglich bei der ersten Herstellung und in angemessenen Zeitabständen bei der Herstellung der Probekörper für die Druckfestigkeits-prüfung
8 Bei Vergussbeton: Anhang B, B.3
Quellen; Quellmaß nach 24 Stunden ≥ + 0,1 Vol.-%
Bei der ersten Herstellung und in angemessenen Zeitabständen
9 Bei Vergussmörtel: Anhang C, C.2.1 oder C.2.2
Konsistenzmaß; Einhalten des festgelegten Konsistenzbereiches
Täglich bei der ersten Herstellung und in angemessenen Zeitabständen bei der Herstellung der Probekörper für die Druckfestigkeits-prüfung
10 Bei Vergussmörtel: Anhang C, C.3
Quellen; Quellmaß nach 24 Stunden ≥ + 0,1 Vol.-%
Bei der ersten Herstellung und in angemessenen Zeitabständen
11 Druckfestigkeit Anhang B, B.5 bzw. Anhang C, C.5
Einhalten der erforderlichen Druckfestigkeit entsprechend DIN EN 13670 in Verbindung mit DIN 1045-3
Bei der ersten Her-stellung und in angegemessenen Zeitabständen jeweils 3 Würfel mit einer Kantenlänge von 150 mm bei Vergussbeton oder 1 Prismensatz bei Vergussmörtel
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Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
DAfStb-Richtlinie Vergussbeton/Vergussmörtel
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Tabelle A-4 – (fortgesetzt)
S
Z
1 2 3 4
Gegenstand der Prüfung
Prüfungen Anforderungen Häufigkeit
C Zusätzlich bei Vergussbeton und Vergussmörtel nach Zusammensetzung
12 Frischbeton und Frisch-mörtel
Entmischen (mit max. w) nach Anhang B, B.2.3 bzw. Anhang C, C.2.4
Keine Wasserabsonderung (Bluten)
Bei der ersten Herstel-lung und in angemes-senen Zeitabständen bei der Herstellung der Probekörper
13 Festbeton und Fest-mörtel
Sedimentationsstabi-lität nach Anhang B, B.4; bzw. Anhang C, C.4
Keine signifikant unterschiedli-che Verteilung der groben Gesteinskörner 1/5 Herstelltage
14 Schwinden von Vergussbeton nach Anhang B, B.6
Klasse SKVB 0:
s,m, 91 0,6 ‰,
s,i, 91 0,8 ‰;
Klasse SKVB I:
s,m,91 0,8 ‰,
s,i,91 1,0 ‰;
Klasse SKVB II:
s,m,91 1,5 ‰,
s,i,91 2,0 ‰.
2/Jahr
15 Schwinden von Vergussmörtel nach Anhang C, C.6
Klasse SKVM 0:
s,m, 91 0,6 ‰,
s,i, 91 0,8 ‰;
Klasse SKVM I:
s,m,91 0,8 ‰,
s,i,91 1,0 ‰;
Klasse SKVM II:
s,m,91 1,2 ‰,
s,i,91 1,4 ‰;
Klasse SKVM III:
s,m,91 1,5 ‰;
s,i,91 2,0 ‰.
2/Jahr
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DAfStb-Richtlinie Vergussbeton/Vergussmörtel
22
Anhang B (normativ) – Prüfungen an Vergussbeton B.1 Herstellung von Vergussbeton (1) Die Eigenschaften des Vergussbetons werden unter Beachtung der Arbeitsanweisung des Her-stellers an Vergussbeton mit der für den jeweili-gen Temperaturbereich angegebenen höchstzu-lässigen Wasserzugabe festgestellt. Lediglich die Verarbeitbarkeit (Konsistenz und Ansteifen) wird an Vergussbeton mit der vom Hersteller angege-benen geringsten Wassermenge bestimmt (vgl. Abschnitte B.2.1 und B.2.2). (2) Die Mindestmenge und die höchstzulässige Menge des Zugabewassers müssen für 5 °C, 20 °C und 30 °C ermittelt werden, falls kein anderer Temperaturbereich festgelegt wird. (3) Für die Prüfung wird der Vergussbeton (gebindeweise) in einen Zwangsmischer gegeben und gemischt. (4) Der Vergussbeton ist, wenn vom Hersteller nicht anders angegeben, wie folgt zu mischen: – Das Wasser wird in der erforderlichen Menge
in den mit einem feuchten Tuch ausgewischten Mischtrog gegeben.
– Der trockene Vergussbeton wird bei laufendem Mischer eingestreut.
(5) Als Mischzeit sind die Angaben des Produkt-herstellers einzuhalten, jedoch ist der Verguss-beton nach Zugabe des trockenen Vergussbetons mindestens 2 Minuten zu mischen. B.2 Verarbeitbarkeit von Vergussbeton B.2.1 Konsistenz des Frischbetons (1) Die Konsistenz des Vergussbetons wird 5 Minuten nach der Betonherstellung mit dem Ausfließmaß in Anlehnung an DIN EN 12350-5 geprüft. (2) Der Setztrichter wird mittig auf den vorher angefeuchteten Ausbreittisch (siehe DIN EN 12350-5) gestellt und zügig mit 3 Litern Vergussbeton gefüllt. Nach 10 Sekunden wird der Setztrichter langsam senkrecht nach oben gezo-gen. Das Ausbreitmaß wird als Durchmesser des entstandenen Kuchens in 2 zueinander recht-winkligen Richtungen gemessen, ohne dass der Ausbreittisch vorher angehoben wird. Als Ausfließmaß gilt der Mittelwert aus beiden Durch-messern in mm (gerundet auf 10 mm). B.2.2 Verarbeitbarkeitszeit (Ansteifen) Zur Bestimmung der Verarbeitbarkeitszeit wird die Prüfung nach Abschnitt B.2.1 mit der vom Her-steller angegebenen geringsten Wassermenge (min. w) 5, 30, 60 und 90 Minuten nach der Beton-
herstellung durchgeführt. Vor jeder Prüfung wird der Vergussbeton 15 Sekunden durchgemischt. Besondere Angaben des Herstellers sind zu beachten. B.2.3 Entmischen Die Neigung zum Entmischen ist an Frischbeton mit der höchstzulässigen Wassermenge (max. w) zu beurteilen. Der Frischbeton ist augenscheinlich auf Entmischungen (Bluten, Absondern von Gesteinskörnung) zu überprüfen. B.3 Quellen Das Quellen ist gemäß DIN EN 445:1996-07 „Einpreßmörtel für Spannglieder – Prüfverfahren“, Abschnitt 3.4.3 (Gefäßverfahren), nach 24 Stun-den zu prüfen. B.4 Sedimentationsstabilität (Prüfung am Festbeton) Die Sedimentationsstabilität wird am erhärteten Vergussbeton durch Spalten oder durch Sägen der Probekörper für das Quellen (vgl. Abschnitt B.3) entlang der Mittelachse festgestellt. Die Spalt- bzw. Schnittflächen werden hinsichtlich der Verteilung der groben Gesteinskörner visuell beurteilt. B.5 Druckfestigkeit (1) Die Druckfestigkeit von Vergussbeton wird nach DIN EN 12390-3 an Würfeln mit einer Kan-tenlänge von 150 mm festgestellt. Die Verdichtung des Vergussbetons erfolgt abweichend von DIN EN 12390-2 nur durch Stochern oder Klopfen. (2) Zur Einstufung der Frühfestigkeitsklasse erfolgt die Druckfestigkeitsprüfung im Alter von 24 ± 0,5 Stunden. Darüber hinaus ist die Druckfestigkeit nach 28, 56 und 91 Tagen zu ermitteln. Für besondere Anwendungen können Festigkeiten zu früheren oder späteren Prüfzeiten vereinbart werden, z. B. Mindestdruckfestigkeit nach 6 oder 12 Stunden. B.6 Schwinden Für Vergussbeton erfolgt die Prüfung des Schwin-dens in Anlehnung an DAfStb-Heft 422 „Prüfung von Beton; Empfehlungen und Hinweise als Ergänzung zu DIN 1048“, Abschnitt 2.6: Schwin-den an Zylindern mit einem Durchmesser von 150 mm und einer Höhe von 300 mm. Die Probekörper werden durch Stochern oder Klopfen verdichtet. 24 Stunden nach der Herstellung werden die Probekörper entschalt, mit den Messmarken versehen und die Nullmessung durchgeführt. Danach werden die Probekörper bei rd. 20 °C und rd. 65 % relativer Luftfeuchte gelagert. Das Schwindmaß ist nach 1, 7, 28, 56 und 91 Tagen zu bestimmen.
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DAfStb-Richtlinie Vergussbeton/Vergussmörtel
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Anhang B (normativ) – Prüfungen an Vergussbeton B.1 Herstellung von Vergussbeton (1) Die Eigenschaften des Vergussbetons werden unter Beachtung der Arbeitsanweisung des Her-stellers an Vergussbeton mit der für den jeweili-gen Temperaturbereich angegebenen höchstzu-lässigen Wasserzugabe festgestellt. Lediglich die Verarbeitbarkeit (Konsistenz und Ansteifen) wird an Vergussbeton mit der vom Hersteller angege-benen geringsten Wassermenge bestimmt (vgl. Abschnitte B.2.1 und B.2.2). (2) Die Mindestmenge und die höchstzulässige Menge des Zugabewassers müssen für 5 °C, 20 °C und 30 °C ermittelt werden, falls kein anderer Temperaturbereich festgelegt wird. (3) Für die Prüfung wird der Vergussbeton (gebindeweise) in einen Zwangsmischer gegeben und gemischt. (4) Der Vergussbeton ist, wenn vom Hersteller nicht anders angegeben, wie folgt zu mischen: – Das Wasser wird in der erforderlichen Menge
in den mit einem feuchten Tuch ausgewischten Mischtrog gegeben.
– Der trockene Vergussbeton wird bei laufendem Mischer eingestreut.
(5) Als Mischzeit sind die Angaben des Produkt-herstellers einzuhalten, jedoch ist der Verguss-beton nach Zugabe des trockenen Vergussbetons mindestens 2 Minuten zu mischen. B.2 Verarbeitbarkeit von Vergussbeton B.2.1 Konsistenz des Frischbetons (1) Die Konsistenz des Vergussbetons wird 5 Minuten nach der Betonherstellung mit dem Ausfließmaß in Anlehnung an DIN EN 12350-5 geprüft. (2) Der Setztrichter wird mittig auf den vorher angefeuchteten Ausbreittisch (siehe DIN EN 12350-5) gestellt und zügig mit 3 Litern Vergussbeton gefüllt. Nach 10 Sekunden wird der Setztrichter langsam senkrecht nach oben gezo-gen. Das Ausbreitmaß wird als Durchmesser des entstandenen Kuchens in 2 zueinander recht-winkligen Richtungen gemessen, ohne dass der Ausbreittisch vorher angehoben wird. Als Ausfließmaß gilt der Mittelwert aus beiden Durch-messern in mm (gerundet auf 10 mm). B.2.2 Verarbeitbarkeitszeit (Ansteifen) Zur Bestimmung der Verarbeitbarkeitszeit wird die Prüfung nach Abschnitt B.2.1 mit der vom Her-steller angegebenen geringsten Wassermenge (min. w) 5, 30, 60 und 90 Minuten nach der Beton-
herstellung durchgeführt. Vor jeder Prüfung wird der Vergussbeton 15 Sekunden durchgemischt. Besondere Angaben des Herstellers sind zu beachten. B.2.3 Entmischen Die Neigung zum Entmischen ist an Frischbeton mit der höchstzulässigen Wassermenge (max. w) zu beurteilen. Der Frischbeton ist augenscheinlich auf Entmischungen (Bluten, Absondern von Gesteinskörnung) zu überprüfen. B.3 Quellen Das Quellen ist gemäß DIN EN 445:1996-07 „Einpreßmörtel für Spannglieder – Prüfverfahren“, Abschnitt 3.4.3 (Gefäßverfahren), nach 24 Stun-den zu prüfen. B.4 Sedimentationsstabilität (Prüfung am Festbeton) Die Sedimentationsstabilität wird am erhärteten Vergussbeton durch Spalten oder durch Sägen der Probekörper für das Quellen (vgl. Abschnitt B.3) entlang der Mittelachse festgestellt. Die Spalt- bzw. Schnittflächen werden hinsichtlich der Verteilung der groben Gesteinskörner visuell beurteilt. B.5 Druckfestigkeit (1) Die Druckfestigkeit von Vergussbeton wird nach DIN EN 12390-3 an Würfeln mit einer Kan-tenlänge von 150 mm festgestellt. Die Verdichtung des Vergussbetons erfolgt abweichend von DIN EN 12390-2 nur durch Stochern oder Klopfen. (2) Zur Einstufung der Frühfestigkeitsklasse erfolgt die Druckfestigkeitsprüfung im Alter von 24 ± 0,5 Stunden. Darüber hinaus ist die Druckfestigkeit nach 28, 56 und 91 Tagen zu ermitteln. Für besondere Anwendungen können Festigkeiten zu früheren oder späteren Prüfzeiten vereinbart werden, z. B. Mindestdruckfestigkeit nach 6 oder 12 Stunden. B.6 Schwinden Für Vergussbeton erfolgt die Prüfung des Schwin-dens in Anlehnung an DAfStb-Heft 422 „Prüfung von Beton; Empfehlungen und Hinweise als Ergänzung zu DIN 1048“, Abschnitt 2.6: Schwin-den an Zylindern mit einem Durchmesser von 150 mm und einer Höhe von 300 mm. Die Probekörper werden durch Stochern oder Klopfen verdichtet. 24 Stunden nach der Herstellung werden die Probekörper entschalt, mit den Messmarken versehen und die Nullmessung durchgeführt. Danach werden die Probekörper bei rd. 20 °C und rd. 65 % relativer Luftfeuchte gelagert. Das Schwindmaß ist nach 1, 7, 28, 56 und 91 Tagen zu bestimmen.
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Nds. MBl. Nr. 10 a/2014
DAfStb-Richtlinie Vergussbeton/Vergussmörtel
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Anhang C (normativ) – Prüfungen an Vergussmörtel C.1 Herstellung von Vergussmörtel (1) Die Eigenschaften werden unter Beachtung der Arbeitsanweisung des Herstellers an Verguss-mörtel mit der für den jeweiligen Temperaturbe-reich angegebenen höchstzulässigen Wasserzu-gabe festgestellt. Lediglich die Verarbeitbarkeit (Konsistenz und Ansteifen) wird an Vergussbeton mit der vom Hersteller angegebenen geringsten Wassermenge bestimmt (vgl. Abschnitte C.2.1 und C.2.2). (2) Die Mindestmenge und die höchstzulässige Menge des Zugabewassers müssen für 5 °C, 20 °C und 30 °C ermittelt werden, falls kein anderer Temperaturbereich festgelegt wird. (3) Für die Prüfungen wird der Vergussmörtel mit einem geeigneten Zwangsmischer (vgl. Herstel-lerangaben) gemischt. (4) Der Vergussmörtel ist, wenn vom Hersteller nicht anders angegeben, wie folgt zu mischen: – Das Wasser wird in der erforderlichen Menge
in den mit einem feuchten Tuch ausgewischten Mischtrog gegeben.
– Der trockene Vergussmörtel wird bei laufen-dem Mischer eingestreut.
(5) Als Mischzeit sind die Angaben des Produktherstellers einzuhalten, jedoch ist der Vergussmörtel nach Zugabe des trockenen Vergussmörtels mindestens 2 Minuten zu mischen. C.2 Verarbeitbarkeit von Vergussmörtel C.2.1 Konsistenz des Frischmörtels (Fließmaß) (1) Das Fließmaß ist am Vergussmörtel 5 Minuten nach der Mörtelherstellung mit der Fließrinne zu bestimmen. (2) Die Fließrinne (s. Bild C.1) ist in beiden Achsen waagerecht und fest aufzustellen. Vor jedem Versuch sind Fließrinne und Einfülltrichter mit einem feuchten Tuch auszuwischen. (3) Etwa 1 Minute vor Ermittlung des Fließmaßes wird der Trichter zügig bis zur Füllmarke „1 l“ mit Vergussmörtel gefüllt. Die Oberfläche des Mörtels im Trichter muss eben sein. Dies kann durch leichtes Stochern erreicht werden. (4) 30 Sekunden nach dem Füllen des Trichters wird der Verschlussstopfen langsam nach oben gezogen, ohne an die Führung anzuschlagen.
Bild C.1 – Abmessungen der Fließrinne (Fertigungstoleranz: 0,5 mm; Blechdicke: 2,0 mm) nach DBV-Merkblatt Vergußmörtel (5) Nach Beendigung des Fließvorgangs, in der Regel nach weiteren 30 Sekunden, wird von Mitte Auslauföffnung bis Ende des Mörtels das Fließmaß auf 10 mm gerundet gemessen. Fließt der Mörtel länger als 30 Sekunden, ist dies gesondert anzugeben. C.2.2 Konsistenz des Frischmörtels
(Ausbreitmaß) (1) Für vergleichende Konsistenzprüfungen, insbesondere auf der Baustelle, darf das Aus-breitmaß verwendet werden. (2) Der Setztrichter nach DIN EN 1015-3 wird auf eine vorher angefeuchtete Glasplatte oder einen vorher angefeuchteten Ausbreittisch (DIN EN 12350-5) gelegt und zügig mit Vergussmörtel gefüllt. Unmittelbar nach dem Füllen des Setztrichters ist der überstehende Mörtel mit einem Stahllineal abzustreichen. Nach 10 Sekunden wird der Setztrichter langsam senk-recht nach oben gezogen. Das Ausbreitmaß wird als Durchmesser des entstandenen Kuchens in zwei zueinander rechtwinkligen Richtungen gemessen. Als Ausbreitmaß gilt das Mittel aus beiden Durchmessern in mm. (3) Zur Beurteilung der Konsistenz ist bei Anwen-dung dieses Alternativverfahrens für den jeweili-gen Mörtel vorab eine Korrelation zwischen dem Ausbreitmaß und dem Fließmaß (Referenzkenn-größe) zu ermitteln.
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DAfStb-Richtlinie Vergussbeton/Vergussmörtel
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Anhang C (normativ) – Prüfungen an Vergussmörtel C.1 Herstellung von Vergussmörtel (1) Die Eigenschaften werden unter Beachtung der Arbeitsanweisung des Herstellers an Verguss-mörtel mit der für den jeweiligen Temperaturbe-reich angegebenen höchstzulässigen Wasserzu-gabe festgestellt. Lediglich die Verarbeitbarkeit (Konsistenz und Ansteifen) wird an Vergussbeton mit der vom Hersteller angegebenen geringsten Wassermenge bestimmt (vgl. Abschnitte C.2.1 und C.2.2). (2) Die Mindestmenge und die höchstzulässige Menge des Zugabewassers müssen für 5 °C, 20 °C und 30 °C ermittelt werden, falls kein anderer Temperaturbereich festgelegt wird. (3) Für die Prüfungen wird der Vergussmörtel mit einem geeigneten Zwangsmischer (vgl. Herstel-lerangaben) gemischt. (4) Der Vergussmörtel ist, wenn vom Hersteller nicht anders angegeben, wie folgt zu mischen: – Das Wasser wird in der erforderlichen Menge
in den mit einem feuchten Tuch ausgewischten Mischtrog gegeben.
– Der trockene Vergussmörtel wird bei laufen-dem Mischer eingestreut.
(5) Als Mischzeit sind die Angaben des Produktherstellers einzuhalten, jedoch ist der Vergussmörtel nach Zugabe des trockenen Vergussmörtels mindestens 2 Minuten zu mischen. C.2 Verarbeitbarkeit von Vergussmörtel C.2.1 Konsistenz des Frischmörtels (Fließmaß) (1) Das Fließmaß ist am Vergussmörtel 5 Minuten nach der Mörtelherstellung mit der Fließrinne zu bestimmen. (2) Die Fließrinne (s. Bild C.1) ist in beiden Achsen waagerecht und fest aufzustellen. Vor jedem Versuch sind Fließrinne und Einfülltrichter mit einem feuchten Tuch auszuwischen. (3) Etwa 1 Minute vor Ermittlung des Fließmaßes wird der Trichter zügig bis zur Füllmarke „1 l“ mit Vergussmörtel gefüllt. Die Oberfläche des Mörtels im Trichter muss eben sein. Dies kann durch leichtes Stochern erreicht werden. (4) 30 Sekunden nach dem Füllen des Trichters wird der Verschlussstopfen langsam nach oben gezogen, ohne an die Führung anzuschlagen.
Bild C.1 – Abmessungen der Fließrinne (Fertigungstoleranz: 0,5 mm; Blechdicke: 2,0 mm) nach DBV-Merkblatt Vergußmörtel (5) Nach Beendigung des Fließvorgangs, in der Regel nach weiteren 30 Sekunden, wird von Mitte Auslauföffnung bis Ende des Mörtels das Fließmaß auf 10 mm gerundet gemessen. Fließt der Mörtel länger als 30 Sekunden, ist dies gesondert anzugeben. C.2.2 Konsistenz des Frischmörtels
(Ausbreitmaß) (1) Für vergleichende Konsistenzprüfungen, insbesondere auf der Baustelle, darf das Aus-breitmaß verwendet werden. (2) Der Setztrichter nach DIN EN 1015-3 wird auf eine vorher angefeuchtete Glasplatte oder einen vorher angefeuchteten Ausbreittisch (DIN EN 12350-5) gelegt und zügig mit Vergussmörtel gefüllt. Unmittelbar nach dem Füllen des Setztrichters ist der überstehende Mörtel mit einem Stahllineal abzustreichen. Nach 10 Sekunden wird der Setztrichter langsam senk-recht nach oben gezogen. Das Ausbreitmaß wird als Durchmesser des entstandenen Kuchens in zwei zueinander rechtwinkligen Richtungen gemessen. Als Ausbreitmaß gilt das Mittel aus beiden Durchmessern in mm. (3) Zur Beurteilung der Konsistenz ist bei Anwen-dung dieses Alternativverfahrens für den jeweili-gen Mörtel vorab eine Korrelation zwischen dem Ausbreitmaß und dem Fließmaß (Referenzkenn-größe) zu ermitteln.
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DAfStb-Richtlinie Vergussbeton/Vergussmörtel
24
C.2.3 Verarbeitbarkeitszeit Zur Bestimmung der Verarbeitbarkeitszeit wird die Prüfung nach Abschnitt C.2.1 mit der vom Her-steller angegebenen geringsten Wassermenge (min. w) 5, 30, 60 und 90 Minuten nach der Mörtelherstellung durchgeführt. Vor jeder Prüfung wird der Vergussmörtel 15 Sekunden durchgemischt. Besondere Angaben des Herstellers sind zu beachten. C.2.4 Entmischen (1) Die Neigung zum Entmischen ist an Frisch-mörtel mit der höchstzulässigen Wassermenge (max. w) zu beurteilen. (2) Der Frischmörtel ist augenscheinlich auf Ent-mischungen (Bluten, Absondern von Gesteins-körnung) zu überprüfen. C.3 Quellen Das Quellen ist nach DIN EN 445:1996-07 „Einpressmörtel für Spannglieder – Prüfver-fahren“, Abschnitt 3.4.3 (Gefäßverfahren), nach 24 Stunden zu prüfen. C.4 Sedimentationsstabilität
(Prüfung am Festmörtel) Die Sedimentationsstabilität wird am erhärteten Vergussmörtel durch Spalten oder durch Sägen der Probekörper für das Quellen (vgl. Abschnitt C.3) entlang der Mittelachse festgestellt. Die Spalt- bzw. Schnittflächen werden hinsichtlich Verteilung der Gesteinskörner visuell beurteilt. C.5 Druckfestigkeit (1) Die Druckfestigkeit von Vergussmörtel wird an Prismen mit Abmessungen 40 x 40 x 160 mm3 bestimmt, die in Anlehnung an DIN EN 196-1 hergestellt, gelagert und geprüft werden. Die Verdichtung des Vergussmörtels erfolgt durch Stochern oder Klopfen. (2) Für die Umrechnung der charakteristischen Prismendruckfestigkeit in die charakteristische Druckfestigkeit von Würfeln mit 150 mm Kanten-länge gilt für Vergussmörtel folgende Beziehung: c,cube = 0,85 × c,Prisma (3) Zur Einstufung in eine Frühfestigkeitsklasse erfolgt die Druckfestigkeitsprüfung im Alter von 24 ± 0,5 Stunden. Darüber hinaus ist die Druck-festigkeit nach 28, 56 und 91 Tagen zu ermitteln. Für besondere Anwendungen können Festigkei-ten zu früheren oder späteren Prüfzeiten verein-bart werden, z. B. Mindestdruckfestigkeit nach 6 oder 12 Stunden.
C.6 Schwinden Das Schwinden des Vergussmörtels ist in Anleh-nung an die DAfStb-Richtlinie „Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen“, Teil 4, Ab-schnitt 2.5.6, an Prismen mit Abmessungen 40 x 40 x 160 mm3 zu bestimmen. Die Verdich-tung des Vergussmörtels erfolgt durch Stochern oder Klopfen. Die Ausgangsmessung erfolgt nach dem Ausschalen im Alter von 1 Tag. Danach wer-den die Probekörper bei rd. 20 °C und rd. 65 % relativer Luftfeuchte gelagert. Das Schwinden ist nach 1, 7, und 28, 56 und 91 Tagen zu bestim-men. Literatur Deutscher Beton- und Bautechnik-Verein E.V.: Merkblatt „Vergußmörtel"; Fassung 1996
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C.2.3 Verarbeitbarkeitszeit Zur Bestimmung der Verarbeitbarkeitszeit wird die Prüfung nach Abschnitt C.2.1 mit der vom Her-steller angegebenen geringsten Wassermenge (min. w) 5, 30, 60 und 90 Minuten nach der Mörtelherstellung durchgeführt. Vor jeder Prüfung wird der Vergussmörtel 15 Sekunden durchgemischt. Besondere Angaben des Herstellers sind zu beachten. C.2.4 Entmischen (1) Die Neigung zum Entmischen ist an Frisch-mörtel mit der höchstzulässigen Wassermenge (max. w) zu beurteilen. (2) Der Frischmörtel ist augenscheinlich auf Ent-mischungen (Bluten, Absondern von Gesteins-körnung) zu überprüfen. C.3 Quellen Das Quellen ist nach DIN EN 445:1996-07 „Einpressmörtel für Spannglieder – Prüfver-fahren“, Abschnitt 3.4.3 (Gefäßverfahren), nach 24 Stunden zu prüfen. C.4 Sedimentationsstabilität
(Prüfung am Festmörtel) Die Sedimentationsstabilität wird am erhärteten Vergussmörtel durch Spalten oder durch Sägen der Probekörper für das Quellen (vgl. Abschnitt C.3) entlang der Mittelachse festgestellt. Die Spalt- bzw. Schnittflächen werden hinsichtlich Verteilung der Gesteinskörner visuell beurteilt. C.5 Druckfestigkeit (1) Die Druckfestigkeit von Vergussmörtel wird an Prismen mit Abmessungen 40 x 40 x 160 mm3 bestimmt, die in Anlehnung an DIN EN 196-1 hergestellt, gelagert und geprüft werden. Die Verdichtung des Vergussmörtels erfolgt durch Stochern oder Klopfen. (2) Für die Umrechnung der charakteristischen Prismendruckfestigkeit in die charakteristische Druckfestigkeit von Würfeln mit 150 mm Kanten-länge gilt für Vergussmörtel folgende Beziehung: c,cube = 0,85 × c,Prisma (3) Zur Einstufung in eine Frühfestigkeitsklasse erfolgt die Druckfestigkeitsprüfung im Alter von 24 ± 0,5 Stunden. Darüber hinaus ist die Druck-festigkeit nach 28, 56 und 91 Tagen zu ermitteln. Für besondere Anwendungen können Festigkei-ten zu früheren oder späteren Prüfzeiten verein-bart werden, z. B. Mindestdruckfestigkeit nach 6 oder 12 Stunden.
C.6 Schwinden Das Schwinden des Vergussmörtels ist in Anleh-nung an die DAfStb-Richtlinie „Schutz und Instandsetzung von Betonbauteilen“, Teil 4, Ab-schnitt 2.5.6, an Prismen mit Abmessungen 40 x 40 x 160 mm3 zu bestimmen. Die Verdich-tung des Vergussmörtels erfolgt durch Stochern oder Klopfen. Die Ausgangsmessung erfolgt nach dem Ausschalen im Alter von 1 Tag. Danach wer-den die Probekörper bei rd. 20 °C und rd. 65 % relativer Luftfeuchte gelagert. Das Schwinden ist nach 1, 7, und 28, 56 und 91 Tagen zu bestim-men. Literatur Deutscher Beton- und Bautechnik-Verein E.V.: Merkblatt „Vergußmörtel"; Fassung 1996
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